Calidad sin concesiones

Control de Calidad y Dureza: Prueba de Brinell

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En este artículo definimos qué es la dureza, cómo se mide y en qué consiste la prueba de Brinell. A continuación, profundizamos en las cuestiones y condiciones críticas para el éxito de esta prueba comparándola con otras pruebas de dureza.

¿Qué es la dureza y cómo se mide?

La dureza, por definición, es la resistencia del acero a un penetrador, bajo la acción de una carga estática, sin variaciones de intensidad ni de posición. En palabras más sencillas, la dureza de un material es la resistencia que presenta a una carga que pincha el material, sin variar ni en intensidad ni en posición a lo largo del tiempo.

En algunos artículos, trataremos de explicar y detallar las distintas formas de medir la dureza.

Pruebas de dureza

Cuando queremos medir la dureza de un material, lo sometemos al llamado prueba de dureza . Entrando en detalles, podemos decir que no existe un único ensayo de dureza, sino varios ensayos que cambian básicamente en función de tres parámetros:

  • El material que quiero probar
  • El material del penetrador
  • La forma del penetrador

La prueba Brinell (Hb)

La prueba de Brinell consiste en hacer penetrar una bola de acero muy dura de un determinado diámetro (Db) en el material sometido a ensayo aplicando una carga (F) en el penetrador. A continuación, se procede a medir el diámetro (Di) de la muesca dejada por el penetrador en la superficie de la pieza.

Es razonable suponer que la dureza Brinell que presenta un determinado material disminuye a medida que aumenta el diámetro (Di). De hecho, cuanto mayor es la hendidura dejada por el penetrador, más fácilmente se deforma el material y, por tanto, menos duro es.

Puntos críticos

Este ensayo, al igual que los demás pruebas de dureza, tiene ciertas condiciones límite:

  • El penetrador debe ser de un tamaño adecuado para reducir el daño de la bola contra la superficie.
  • La dificultad de comparar los resultados de varias pruebas realizadas con el mismo material. Para que los resultados de diferentes pruebas sean comparables, el hundimiento de la bola en el material debe ser siempre el mismo. Sin embargo, esto se ve dificultado por las reacciones restrictivas. Cuando el penetrador se hunde por primera vez en el material, las capas de material próximas a las directamente implicadas en la deformación reaccionan al estado de tensión agrietándose. Si a continuación realizo una segunda prueba en una capa de material vecina, el material, que previamente se ha endurecido por deformación, no estará en las condiciones normales de prueba.

Condiciones para el éxito de la prueba

Como en todas las pruebas de dureza, existen condiciones para que la prueba tenga éxito:

  • El penetrador debe actuar sobre una superficie lisa y plana, libre de óxidos e impurezas superficiales, para poder medir fácilmente la impresión dejada por el penetrador.
  • El grosor mínimo de la pieza debe ser al menos ocho veces superior a la profundidad de la indentación, ya que el ensayo se realiza sobre el producto acabado y no debe comprometer en modo alguno la calidad o las prestaciones de la pieza, sino únicamente crear una «microfractura».
  • No aplicar la prueba a materiales con una dureza superior a 450 Hb, para evitar dañar el penetrador debido a la excesiva dureza del material.
  • Las pruebas posteriores no deben realizarse demasiado cerca unas de otras, debido al fenómeno de endurecimiento por deformación descrito en el párrafo anterior.

Otras pruebas de dureza

En comparación con el ensayo Brinell, existen otros dos ensayos que siguen la misma filosofía pero que cambian esencialmente para el indentador:

  • La prueba Vickers utiliza como indentador una pirámide recta de base cuadrada y un ángulo de vértice de 136° en diamante, por lo que es capaz de ensayar materiales considerablemente más duros.
  • La prueba Knoop, en el que el penetrador es una pirámide con una relación longitud/anchura de aproximadamente 7:1, se denomina ensayo de microdureza porque las cargas aplicadas son muy ligeras.

Existe una tercera prueba, la prueba Rockwell, de la que hablaremos en el próximo artículo, analizándola en detalle y destacando las similitudes y diferencias con las pruebas antes mencionadas.

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