La dureza es un indicador clave para medir las propiedades de los materiales, que refleja la capacidad de un material para resistir la penetración de un objeto duro en su superficie. La dureza combina múltiples cantidades físicas, como elasticidad, plasticidad, tasa de endurecimiento por deformación plástica, resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste, ofreciendo una perspectiva integral para la evaluación de la calidad de los materiales. Para medir esta importante propiedad, se han desarrollado instrumentos especializados, entre los cuales el durómetro Brinell destaca.
El método de medición de dureza Brinell tiene una gran importancia en el campo de la detección de dureza de metales debido a su huella de indentación evidente y a la precisión y confiabilidad de los resultados. Desde su creación en 1900 por el ingeniero sueco Johan August Brinell, se ha convertido en uno de los métodos de detección más ampliamente utilizados. Debido a que la huella de indentación es grande, el valor de dureza se ve menos afectado por la segregación microscópica del tejido de la muestra y la inhomogeneidad de la composición, por lo que los resultados de la detección tienen una dispersión baja y una buena reproducibilidad, lo que puede reflejar objetivamente la dureza real del material.
Durante el proceso de detección, se aplica una fuerza de ensayo determinada para presionar perpendicularmente un punzón de diámetro específico en la superficie de la muestra y se mantiene durante un período de tiempo antes de descargar. Luego, se miden dos diámetros de la huella de indentación perpendiculares entre sí, y se utiliza la media de estos diámetros y una fórmula o tabla específica para obtener el valor de dureza Brinell.
La prueba de dureza Brinell ofrece alrededor de 25 combinaciones diferentes de fuerza de ensayo y punzón esférico, lo que permite probar casi todos los metales con un punzón esférico de tamaño específico y una fuerza de ensayo determinada. Siempre que la proporción entre el tamaño del punzón esférico y la fuerza de ensayo se mantenga constante, los resultados de la medición teóricamente serán consistentes. En el campo industrial, los resultados de la prueba de dureza Brinell se utilizan a menudo como una importante base para la aceptación del transporte comercial y el control de calidad. Además, los resultados de la prueba están estrechamente relacionados con las propiedades de ductilidad, resistencia a la tracción y resistencia al desgaste del metal.
Por ejemplo, la marca 180HBS10/1000/30 describe en detalle las condiciones y resultados de la prueba de dureza Brinell. Aquí, 180 representa el valor de dureza medido, HBS indica que se utiliza la norma de dureza Brinell, y 10, 1000 y 30 se refieren respectivamente al diámetro del punzón esférico (10 mm), la fuerza de ensayo (1000 kgf) y el tiempo de mantenimiento de la carga (30 s). Otro ejemplo es 520HBW5/750, donde 520 es el valor de dureza medido, HBW representa la norma de dureza Brinell, 5 es el diámetro del punzón esférico (5 mm) y 750 es la fuerza de ensayo (750 kgf), y el tiempo de mantenimiento de la carga es generalmente de 10 - 15 s.
La prueba de dureza Brinell es conocida por sus marcadas características de huella de indentación en todas las pruebas de dureza. Utiliza una presión de ensayo grande y un punzón de gran diámetro, lo que produce un gran diámetro de huella de indentación. Esta característica permite que la detección de dureza Brinell no se vea afectada por la segregación microscópica del tejido de la muestra y la inhomogeneidad de la composición, y puede reflejar realmente las propiedades generales del material. Por lo tanto, este método es especialmente adecuado para detectar materiales con gran tamaño de grano y estructura inhomogénea, como aceros forjados, hierros fundidos y aceros tratados por temple y revenido, así como metales no ferrosos y sus aleaciones. También es aplicable a metales blandos, como aluminio, cobre, plomo, estaño, zinc y sus aleaciones. Además, utilizando un punzón esférico de pequeño diámetro, la detección de dureza Brinell también se puede utilizar para medir muestras de pequeño tamaño y de menor espesor.
La detección de dureza Brinell se utiliza ampliamente en múltiples campos, como la metalurgia, la forja, la energía eléctrica, la maquinaria petrolera, los vehículos ferroviarios, la fabricación de automóviles, el equipo militar, así como en laboratorios, institutos superiores y centros de investigación. Se utiliza comúnmente para determinar la dureza de materiales como hierros fundidos, aceros, metales no ferrosos y aleaciones blandas.
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