Practica 2 Dureza Brinell

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA 
MECANICA Y ELECTRICA 
 
 
PROF: FORTIS ROA JUAN FRANCISCO. 
 
 
 
 ALUMNO: MORQUECHO RODRIGUEZ EDGAR JESUS 
GRUPO: 4MV21 
PRACTICA 2 ENSAYO DE DUREZA DE 
BRINELL. 
LAB. DE MECANICA DE LOS MATERIALES. 
INDICE 
 
1.- OBJETIVO 
 
2.- ALCANCE 
 
3.- DEFINICIONES 
 
4.- REFERENCIAS (NORMAS, ESPECIFICACIONES, MÉTODOS) 
 
5.- DESARROLLO 
 
6.- REALIZACION DE ENSAYOS 
 
6.1.-EQUIPO E INSTRUMENTOS UTILIZADOS 
 
7.- DATOS Y CALCULOS 
 
7.2.- DATOS Y CÁLCULOS 
 
8.- BIBLIOGRAFÍA 
 
 
 
 
ENSAYO DE DUREZA BRINELL 
1.- OBJETIVO: 
Compartir la información necesaria para conocer y aplicar el ensayo de dureza por 
penetración denominado Brinell, estando en condiciones de realizar la práctica 
correspondiente. 
2.- ALCANCE 
Esta práctica corresponde al inicio de cobertura de los ensayos de dureza por 
penetración y es método inicialmente desarrollado, después de la escala de dureza 
de Mohs, que clasificaba a algunos materiales, por comparación entre ellos al ser 
rayado uno sobre otro, desde uno muy suave como el talco hasta el más duro que 
es el diamante. Sin embargo, esta escala era muy limitada por lo que no permitía 
una determinación específica de un valor asignado de dureza, solo establecía que 
material era más duro o más blando que otro. 
3.- DEFINICIONES 
Ensayo (prueba) 
Actividad que permite probar un material, pieza, componente, sistema o ensamble; 
mediante máquinas o equipos, en instalaciones adecuadas y por personal 
competente; determinando sus características, para conocerlas o verificar el 
cumplimiento de normas o especificaciones. 
4.- REFERENCIAS (documentos normativos) 
Como normas de referencia se tienen las siguientes: 
NMX-B-116-CANACERO- (Norma Mexicana Norma optativa o voluntaria), ASTM-
E-10 (estadounidense) 
5.- DESARROLLO 
La aplicación del ensayo de dureza le permite evaluar las propiedades de un 
material, tales como su fuerza, ductilidad y resistencia al desgaste. También le 
ayuda a determinar si un material o el tratamiento de un material es adecuado para 
el propósito deseado. 
 
El ensayo de dureza se define como "una evaluación que permite determinar la 
resistencia de un material a la deformación permanente mediante la penetración de 
otro material más duro". No obstante, la dureza no es una propiedad fundamental 
de un material. Sin embargo, cuando se extraen conclusiones de un ensayo de 
dureza, siempre se debe evaluar el valor cuantitativo en relación con: 
 
• La carga aplicada en el penetrador 
• Un perfil de tiempo de carga específico y una duración de carga específica 
• Una geometría de penetrador específica 
Un ensayo de dureza consiste en presionar un objeto (penetrador) con unas 
medidas y una carga concretos sobre la superficie del material a evaluar. La dureza 
se determina al medir la profundidad de penetración del penetrador o bien midiendo 
el tamaño de la impresión dejada por el penetrador. 
Los ensayos de dureza que miden la profundidad de penetración de dicho objeto 
son: Rockwell, ensayo de penetración instrumentado, y dureza de penetración de 
bola 
Los ensayos de dureza que miden el tamaño de la impresión dejada por el 
penetrador son: Vickers, Knoop y Brinell. 
Cómo seleccionar el método del ensayo: 
El ensayo de dureza elegido debería basarse en la microestructura –p. ej.: la 
homogeneidad– del material que evalúe, así como el tipo de material, el tamaño de 
la pieza y su estado. 
 
En todos los ensayos de dureza, el material bajo la penetración debería ser 
representativo de la totalidad de la microestructura (salvo que la tarea sea estudiar 
los diferentes componentes presentes en la microestructura). Por consiguiente, si 
una microestructura es muy tosca y heterogénea, se necesitará una impresión 
mayor que para un material homogéneo. 
 
Existen cuatro ensayos de dureza a destacar, cada uno con sus respectivas 
ventajas y requisitos. Existen diferentes estándares para estos ensayos, que 
explican los procedimientos y la aplicación del ensayo de dureza en detalle. 
 
Al seleccionar un método de ensayo de dureza, es importante considerar lo 
siguiente: 
 
• El tipo de material que se someterá al ensayo 
• Si es necesario cumplir alguna normativa concreta 
• La dureza aproximada del material 
• La homogeneidad/heterogeneidad del material 
• El tamaño de la pieza 
• Si se necesita embutición 
• La cantidad de muestras que se someterá a un ensayo 
• La precisión necesaria del resultado 
El ensayo de dureza Rockwell 
Rockwell es un ensayo de dureza rápido desarrollado para el control de producción, 
que cuenta con una lectura directa de los resultados y se utiliza principalmente con 
materiales metálicos. La dureza Rockwell (HR) se calcula midiendo la profundidad 
de la penetración después de haber forzado un penetrador en un material de 
muestra conforme a una carga concreta. 
• Por lo general, se usa en geometrías de muestras de mayor tamaño 
• Un "ensayo rápido" utilizado principalmente con materiales metálicos 
• Se suele utilizar en ensayos avanzados, como el ensayo Jominy (extremo 
templado) (HRC) 
El ensayo de dureza Vickers 
Vickers es un ensayo de dureza para todos los materiales sólidos, incluyendo los 
materiales metálicos. La dureza Vickers (HV) se calcula midiendo las longitudes 
diagonales causadas por una penetración realizada al introducir un penetrador 
piramidal de diamante con una carga concreta en un material de muestra. El tamaño 
de las diagonales de la penetración se lee ópticamente a fin de determinar la dureza 
usando una tabla o fórmula. 
• Este ensayo de dureza se utiliza para evaluar todos los materiales sólidos, 
incluyendo los metálicos 
• Es adecuado para un amplio rango de aplicaciones 
• Incluye un subgrupo de ensayos de dureza de soldaduras 
El ensayo de dureza Knoop 
La dureza Knoop (HK) es una alternativa a los ensayos Vickers dentro del rango de 
evaluación de micro dureza. Se utiliza básicamente para superar las fracturas en 
los materiales quebradizos, y para facilitar los ensayos de dureza en las capas finas. 
El penetrador es un diamante piramidal asimétrico, y la indentación se calcula 
midiendo ópticamente la longitud de la diagonal larga. 
• Se usa para materiales duros y quebradizos, como la cerámica 
• Está especialmente indicado para áreas pequeñas y alargadas, como los 
recubrimientos 
 
 
El ensayo de dureza Brinell 
El ensayo de dureza Brinell se utiliza para muestras de mayor tamaño con una 
estructura de grano grande o irregular. La penetración del ensayo de dureza Brinell 
(HBW) deja una impresión relativamente grande al utilizar la bola de carburo de 
tungsteno. El tamaño de la penetración se lee ópticamente. 
• Se utiliza para materiales con una estructura de grano grande o irregular 
• Se utiliza para muestras de gran tamaño 
• Es idóneo para forjados y fundidos cuyos elementos estructurales son de 
gran tamaño 
6.- REALIZACION DE ENSAYOSDurómetro Brinell o Durómetro Universal con 
accesorios para dureza Brinell, Microscopio 10X, lámpara, microscopio de taller, 
porta penetrador y penetrador (bola de carburo de tungsteno W), pesas, mesa de 
trabajo, cronómetro. 
6.2.- INSTRUCCIONES PARA REALIZAR EL ENSAYO CON DURÓMETRO 
UNIVERSAL ESEWAY (INGLES) 
6.3.- Coloque la mesa de trabajo del durómetro. 
6.4.- Seleccione la carga requerida con la palanca lateral, desplazándola 
suavemente hasta el valor establecido. 
6.5.- La palanca de deslizamiento rápido se coloca en la posición más lejana al 
operador. 
6.6.- Coloque el penetrador seleccionado. La pieza a ensayar sobre la mesa de 
trabajo. 
6.7.- Eleve la mesa de trabajo con el volante, hasta que la pieza haga contacto con 
el penetrador, continuando lentamente hasta que el indicador (led) verde (Test 
Zone) se encienda esta es la posición inicial de la prueba. 
6.8.- Presione el botón verde (Start) con el cual se inicia la aplicación de lacarga y 
el ciclo de carga y descarga. 
6.9.- Después de un tiempo finaliza el ensayo, cuando el mecanismo de carga 
retorna a su posición inicial y se enciende la luz roja (led). 
6.10.- Se desplaza la palanca de deslizamiento rápido hacia el operador, para dejar 
totalmente libre la pieza, se cambia la zona de ensayo y se vuelve a repetir el 
procedimiento para obtener otras dos huellas más. 
6.11.- Se mide la huella con el microscopio, mínimo tres huellas, dos diámetros a 
90 grados uno de otro, para compensar ovalamiento o deformación de la huella. 
6.3.- INSTRUCCIONES PARA REALIZAR EL ENSAYO CON DURÓMETRO 
BRINELL MARCA MITUTOYO 
6.3.1.- Si el equipo a emplear es el Durómetro Brinell, se colocan las pesas en su 
totalidad sobrepuestas en ambos lados de la balanza, equilibrando la balanza 
soporte de las pesas, es decir se coloca la misma cantidad de pesas y del mismo 
valor de cada lado, hasta completar los 3000 kg (representado con las pesas). 
6.3.2.- Se coloca la mesa de trabajo y la bola seleccionada con su casquillo porta 
penetrador y accesorio de asentamiento, revisando que la bola se encuentre en 
buen estado. 
6.3.3.- Se coloca la pieza o muestra sobre la mesa, considerando que como mínimo 
se puedan obtener tres huellas, respetando la separación entre ellas y hacia la orilla 
o borde del material. 
6.3.4.- Se revisa que no haya fugas de aceite en el equipo, conexiones, bomba y 
manómetro. 
6.3.5.- Se eleva la mesa, girando en sentido horario hasta hacer contacto el material 
con la bola, contacto suave. 
6.3.6.- Se aplica la carga con la palanca, accionándola verticalmente de arriba hacia 
abajo, con movimientos continuos, hasta llegar al valor de carga 500, 1500 o 3000 
kg, según se haya establecido previamente, indicado por la aguja desplazándose 
sobre la escala del manómetro. 
6.3.7.- Al llegar a la carga, se detiene el accionar de la palanca y se inicia el conteo 
del tiempo de penetración, 15 segundos medidos con cronómetro. 
6.3.8.- Transcurrido el tiempo establecido, se efectúa la descarga liberando la 
válvula de presión de la bomba. 
6.3.9.- Se baja la mesa de trabajo girando el maneral en sentido contrario a las 
manecillas del reloj, lo que libera la pieza, para proceder a medir la huella con el 
microscopio, dos diámetros a 90 grados uno de otro, para compensar ovalamiento 
o deformación de la huella. 
7.- DATOS Y CALCULOS 
Material, espesor, acabado, diámetro de la bola, carga empleada, tiempo de 
penetración, relación F/D2, tipo de bola acero endurecido o de carburo de 
tungsteno, equipo empleado durómetro Brinell o universal. Lecturas de diámetros 
medidos en mm, determinar el promedio para cálculo dp. 
7.1.- CÁLCULOS 
 
 
 
 
8.- BIBLIOGRAFÍA 
Norma Mexicana NMX-B-116-CANACERO-1996 para ensayos de dureza Brinell 
Normas ASTM-E-10 Estadounidense Wiscocil t. Clement/Davis E. Harmer/Troxel E. 
George. Ensaye e inspección de los materiales. 
Manual ASME American Society of Mechanical Engineer. 
Manual AWS American Welding Society. 
American Society for Metals Volúmen 8 Mechanical Testing 1985. 
Small Louis hardness part 1 Practice Service Diamond Tool. Co. 1960. 
https://www.struers.com/es-ES/Knowledge/Hardness-
testing#hardnesstestinghowto 
 
https://www.struers.com/es-ES/Knowledge/Hardness-testing#hardnesstestinghowto
https://www.struers.com/es-ES/Knowledge/Hardness-testing#hardnesstestinghowto