Procedimiento de Dureza Brinell

 

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA. UNIDAD AZCAPOTZALCO.

Caracterización de destructivos materiales a través de ensayos “Ensayo de Dureza Brinell” 

ASESOR:

México D.F. a 7 de febrero de 2017

“LA TECNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA” 

 

 

Funcionamiento: Electromecanico-hidraulico Marca: Amsler Modelos: S/n Carga: 5 Toneladas. En servicio Dimensiones Ancho

Largo

Altura

60cm

70 cm

110cm

 

  “Vista Isométrica”  1.- Dinamómetro esférico de longitud, longitud y masa variable. 2.-Chasis. 3.-Motor. 4.-Moto-bomba 5.-Tubo de descarga. 6.-Tubo de carga 7.-Embolo secundario. 8.-Tornillo de ajuste. 9.-Volante Elevador. 10.-Mesa de trabajo. 11.- Husillo. 12.-Valvula de descarga. 13.- válvula de carga. “Prensa para ensayos estáticos”

Amsler, ubicada en el Laboratrio de Ciencia de los materiales ESIME UA IPN

14.-Caratula

 

  “Vista Frontal” 

14

8 13

7

12

5

4

3 6

Vista frontal de “Prensa para ensayos estáticos” Amsler, ubicada en el Laboratrio de Ciencia de los materiales ESIME UA - IPN

3.-Motor. 4.-Moto-bomba 5.-Tubo de descarga. 6.-Tubo de carga 7.-Embolo secundario. 8.-Tornillo de ajuste. 9.-Volante Elevador. 10.-Mesa de trabajo. 11.- Husillo. 12.-Valvula de

 

  “Vista Lateral Izquierda”  1.- Dinamómetro esférico

de longitud, longitud y masa variable.

9

2.-Chasis. 3.-Motor. 4.-Moto-bomba 5.-Tubo de descarga. 6.-Tubo de carga 7.-Embolo secundario. 11

8.-Tornillo de ajuste. 9.-Volante Elevador. 10.-Mesa de trabajo.

1

10

11.- Husillo. 12.-Valvula de descarga. 13.- válvula de carga. 14.-Caratula

Vista lateral de “Prensa para ensayos estáticos” Amsler, ubicada en el Laboratrio de Ciencia de los materiales ESIME UA - IPN

 

 

MAQUINA DE DUREZA BRINELL MARCA: AKASHI CAPACIDAD: 4000 Kg. MECANICA – HIDRAULICA  HIDRAULICA   Partes: 1.- Carátula, cada raya equivale a 100Kg. 2.- Palanca de carga 3.- Válvula de descarga 4.- Balancín con dos platillos: sirve para colocar los contrapesos, de cada lado Se colocan dos de 500 y dos de 125 Kg. Respectivamente, Se considera el balancín (tara) que equivale a 500 Kg. complementando los 3000 Kg. 5.- Vástago roscado para fijar el porta penetrador 6.- Estructura de la maquina 7.- Husillo y mesa de trabajo 8.-Volante para elevar o bajar el husillo 9.- Portapenetrador con rosca en el interior y penetrador de 10 mm. 10.- Mesa de trabajo o yunque para colocar la probeta plana

 

 

 

  Procedimiento

1.-Seleccionar el material “que en la industria es el muestres del material”.  2.-Verificar que no tenga defectos superficiales, como golpes, enterraduras de herramientas (ralladuras de la probeta), oxidaciones, corrosiones, grasas o aceites. 3.-Seleccionar la carga, penetrador y el tiempo. 4.-Montaje del penetrador en el husillo porta herramientas. (Figura 1)

Figura 1 5.-Montaje de la escala o rango de cargas en la carátula de la máquina. (Figura 2)

 

 

Figura 2 6.-Colocar el péndulo en el orificio correspondiente a la escala seleccionada (con el contrapeso o sin contrapeso). (Figura 3)

 

Figura 3 7.-Seleccionar la mesa adecuado según la forma de la pieza. 8.-Montar la probeta en la mesa de trabajo o yunque. (Figura 4)

Figura 4

9.-Formar la cámara hidráulica o colchón de aceite con un peso de 50 kg de inicio. (Figura 5)

Figura 5 a) Verificar que la válvula de descarga este abierta y la de carga cerrada.

 

b) Poner a trabajar el motor y cerrar la válvula de descarga. c) Abrir la válvula de carga hasta que el émbolo se eleve un centímetro aproximadamente y se presente un ligero contacto. Una vez transcurrido el centímetro, cerrar la válvula de carga d) Verificar que la manecilla primaria este en cero, si no estuviera en cero se tiene que ajustar con el tornillo y tuerca de nivelación. (Figura 6)

Figura 6

10.-Comenzar el ensayo haciendo contacto el penetrador con la pieza y aplicar una carga inicial de 10 a 15 kg. (Figura 7)

 

Figura 7

 

11.-Abrir la válvula de carga lentamente hasta llegar a la carga final y mantener la carga durante 10 a 15 segundos si el material es duro, si el material es suave se mantiene de 30 segundos a tres minutos (Figura 8)

Figura 8 12.-Abrir la válvula de descarga.

 

13.-Extraer la pieza o probeta y medir la huella con el microscopio de taller. (Figura 9)

Figura 9 14.-Calcular la dureza formula.(Figura 10) 15.-Determinar la dureza tubularmente. 16.-Verificar porcentaje de error. 17.-Determinar el tipo de material en las tablas.

 

Datos Dat os Obtenido Obtenidoss Brinell: La norma nos indica que para una prueba estándar, se debe de usar una esfera de 10 mm de diámetro, con una carga de 3000 Kg para metales duros y un tiempo de aplicación de 10 a 15 segundos.  Así mismo la norma norma consi considera dera otros ma materiales teriales re regulando gulando ap aplicar licar 1500 kg para metale metaless de dureza intermedia y 500 kg. Para metales suaves.  A).- Materiales Materiales Duros (ac (acero ero y hierro hierro)) de 10 a 15 segund segundos os como mínimo. 30 3000 00 kg. B).- Materiales Semiduros (metales no ferrosos) de 30 a 45 segundos. 1500 kg. Cobre, Bronce C).- Materiales Suaves (magnesio y aluminio) de 120 a 180 segundos. 500kg. El penetrador es de carbuloy (Carburo de tungsteno) en tres diámetros l0, 5, 2.5 mm.

La formula de la norma indicada es:  DB





 D  D   

2 P 



 D

2

 d 

2



 =

 DB

 P 

     D

( D 

 

 D

2

En donde: P= Carga en Kgf. D = Diámetro del penetrador en mm. d = Diámetro de la huella en mm.

2

 d  ) 2

 

 

 

El número de Dureza Brinell es adimensional

Nomenclatura según norma:

__________DB en donde tenemos:

Diámetro del balín = 10 mm Carga = 3000 Kg Duración = 10-15 seg.

La norma considera Dureza Br Brinell inell especial (Ley de Batsón y Becker). En la industria es común el uso de penetradores de 5 y 2.5 mm de diámetro los cuales según la norma NMX - B - 116 - 1996, el número obtenido tiene una correspondencia a los números de dureza tabulados. Estos penetradores se pueden usar cuando las probetas son muy pequeñas o delgadas. Para estos ensayos que son especiales la relación entre la carga y el diámetro del penetrador debe ser: -

Para hierro y acero P =30 D2 

-

Para aluminio bronce y latón. P =15 D2 

-

Para materiales sumamente suaves. P = 5 D2

Los resultados de estos ensayos corresponden a los que se obtuvieron con un penetrador de 10 mm. de diámetro; siempre y cuando la relación de la carga con respecto al cuadrado del diámetro de la bola (penetrador) permanece constante. La interpretación de las cifras de dureza es importante porque queda implícita en todas las propiedades mecánicas del material.

 

  RELACIÓN ENTRE ENTRE LA DUREZA B BRINELL RINELL Y EL ESFUERZO A LA TENSIÓN Para calcular el esfuerzo de tracción o tensión en función de la dureza Brinell se utiliza la LEY DE DOHMER la  la cual establece. 

t = K (DB) En donde: K = Constante que depende de la dureza Brinell teniendo dos valores 490 490 ó  ó 515 515..

Si DB > 165; K=490. Si DB 165; K=490 DB