secretaria de comercio y fomento industrial norma mexicana ... - UAM
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SECRETARIA DE COMERCIO<br />
Y<br />
FOMENTO INDUSTRIAL<br />
NORMA MEXICANA<br />
NMX-B-116-1996<br />
NMX-B-116-1996<br />
INDUSTRIA SIDERURGICA – DETERMINACION DE LA DUREZA<br />
BRINELL EN MATERIALES METALICOS – METODO DE PRUEBA<br />
SIDERURGICAL INDUSTRY – BRINELL HARDNESS OF METALLIC<br />
MATERIALS – TEST METHOD<br />
DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS
0 Introducción<br />
1. Objetivo y campo <strong>de</strong> aplicación<br />
2. Definiciones<br />
3. Aparatos y equipos<br />
INDICE DEL CONTENIDO<br />
4. Preparación y acondicionamiento <strong>de</strong> la muestra<br />
5. Procedimiento<br />
6. Expresión <strong>de</strong> los resultados<br />
7. Informe <strong>de</strong> la prueba<br />
8. Apéndice A<br />
9. Bibliografía<br />
10. Concordancia con <strong>norma</strong>s internacionales<br />
Apéndice (informativo)<br />
PREFACIO<br />
NMX-B-116-1996
En la elaboración <strong>de</strong> esta <strong>norma</strong> participaron las siguientes empresas e instituciones:<br />
ACEROS RASSINI, S.A. DE C.V.<br />
AMSCO MEXICANA, S.A.<br />
ATLAX, S.A. DE C.V.<br />
BOMBARDIER, S .A. DE C. V.<br />
CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DE ACERO<br />
CHRYSLER DE MEXICO, S.A. DC C.V.<br />
COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD<br />
NMX-B-116-1996<br />
COMITÉ TECNICO DE NORMALIZACION NACIONAL DE LA INDUSTRIA<br />
SIDERURGICA<br />
FERROCARRILES NACIONALES DE MEXICO<br />
INDUSTRIAS CH S.A.<br />
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO<br />
Area <strong>de</strong> pruebas y materiales.<br />
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL<br />
Escueta Superior De Ingeniería Química E Industrias Extractivas.<br />
SQUARE DE MEXICO, S.A. DE C.V.<br />
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO<br />
Facultad <strong>de</strong> Química <strong>de</strong>partamento <strong>de</strong> metalúrgica.<br />
INDUSTRIA SIDERURGICA – DETERMINACION DE LA DUREZA BRINELL EN<br />
MATERIALES METALICOS – METODO DE PRUEBA
NMX-B-116-1996<br />
SIDERURGICAL INDUSTRY – BRINELL HARDNESS OF METALLIC MATERIALS –<br />
TEST METHOD<br />
0 INTRODUCCIÓN<br />
Esta <strong>norma</strong> <strong>mexicana</strong> involucra materiales, operaciones y equipos peligrosos, más no especifica<br />
las medidas <strong>de</strong> seguridad necesarias para su aplicación. Es responsabilidad <strong>de</strong>l usuario <strong>de</strong> esta<br />
<strong>norma</strong>, establecer procedimientos apropiados <strong>de</strong> seguridad y salud, así como el equipo <strong>de</strong><br />
protección necesario para el uso <strong>de</strong> este método.<br />
1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN<br />
Esta <strong>norma</strong> <strong>mexicana</strong> establece el método <strong>de</strong> prueba para <strong>de</strong>terminar la dureza Brinell en<br />
materiales metálicos, así como los métodos <strong>de</strong> verificación <strong>de</strong> las maquinas para la prueba <strong>de</strong><br />
dureza Brinell (ver apéndice, inciso 8..l) y la calibración <strong>de</strong> bloques patrón <strong>de</strong> la prueba <strong>de</strong><br />
dureza (ver 8 apéndice, inciso 8.5). En general, las dos fases <strong>de</strong> prueba estándar son:<br />
1.1 Las <strong>de</strong> verificación, investigación, o <strong>de</strong> arbitraje, cuando se requiere una mayor exactitud.<br />
1.2 Pruebas rutinarias, cuando no se requiere una mayor<br />
2 DEFINICIONES<br />
Para efectos <strong>de</strong> esta <strong>norma</strong>, se entien<strong>de</strong> por:<br />
2.1 Calibración<br />
Determinación <strong>de</strong> los valores <strong>de</strong> los parámetros significativos por comparación con los valores<br />
indicados por un aparato <strong>de</strong> referencia o por un juego <strong>de</strong> patrones <strong>de</strong> referencia.<br />
2.2 Numero <strong>de</strong> dureza Brinell, DB<br />
Numero relacionado a la carga aplicada y el área <strong>de</strong> la superficie <strong>de</strong> la huella hecha por un balín<br />
penetrador, calculado a partir <strong>de</strong> la siguiente ecuación:<br />
DB = 2P
Don<strong>de</strong>:<br />
P es la carga aplicada en newtons [n (kgf)*];<br />
D es el diámetro <strong>de</strong>l balín, en milímetros;<br />
d es el diámetro medio <strong>de</strong> la huella, en milímetros;<br />
* un 1 kgf = 9,806 65 n.<br />
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯<br />
π D (D - √ D2 – d2<br />
NMX-B-116-1996<br />
2.2.1 Se sabe experimentalmente que el numero <strong>de</strong> dureza Brinell <strong>de</strong> casi todos los materiales<br />
esta influenciado por la carga <strong>de</strong> penetración, el diámetro <strong>de</strong>l balín y las características elásticas<br />
<strong>de</strong>l mismo. En general, <strong>de</strong>be usarse un balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro y <strong>de</strong> una composición<br />
química a<strong>de</strong>cuada, con cargas <strong>de</strong> 29 420 n. 14 710 n 6 4 903 n (3 o00 kgf, 1500 kgf 6 500 kgf)<br />
<strong>de</strong>pendiendo <strong>de</strong> la dureza <strong>de</strong>l material que va a probarse.<br />
Aunque los números <strong>de</strong> dureza Brinell pue<strong>de</strong>n variar conforme la carga <strong>de</strong> prueba usada con el<br />
balín <strong>de</strong> 10 mm, cuando se usen balines más pequeños en probetas <strong>de</strong>lgadas, los resultados <strong>de</strong> las<br />
pruebas generalmente correspon<strong>de</strong>n a los obtenidos con el balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro, cuando la<br />
relación <strong>de</strong> la carga <strong>de</strong> prueba al cuadrado <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong>l balín se mantiene constante (ver 2.2 y<br />
8 Apéndice).<br />
En la tabla 1 se indican los números <strong>de</strong> dureza Brinell correspondientes a los diferentes diámetros<br />
<strong>de</strong> huellas para cargas <strong>de</strong> 29 420 n. 14 710 n 6 4 903 n (3 000 kgf, 1 500 kgf 6 500 kgf), lo que<br />
hace innecesario el calcular para cada prueba el número <strong>de</strong> dureza brinell usando la ecuación<br />
indicada anteriormente cuando se emplee un balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro.<br />
2.2.2 El número <strong>de</strong> dureza Brinell seguido <strong>de</strong>l símbolo DB sin sufijos indica las siguientes<br />
condiciones <strong>de</strong> prueba, conocida como prueba estándar:<br />
Diámetro <strong>de</strong>l balín 10 mm<br />
Carga 29 420 N (3000 kgf)<br />
Duración <strong>de</strong> la carga 10 s a 15 s<br />
Para otras condiciones, el numero <strong>de</strong> dureza y el símbolo db se complementa por los números<br />
que indiquen las condiciones <strong>de</strong> prueba en el siguiente or<strong>de</strong>n: diámetro <strong>de</strong>l balín, carga y<br />
duración <strong>de</strong> la carga.<br />
Por ejemplo: 63 db 10/4 903 n (500 kgf)/30, indica una dureza brinell <strong>de</strong> 63, medida con el balín<br />
<strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro y una carga <strong>de</strong> 4 903 n (500 kgf) aplicada por 30 s.<br />
2.3 Prueba <strong>de</strong> dureza Brinell
NMX-B-116-1996<br />
Prueba <strong>de</strong> dureza por penetración usando maquinas calibradas que ejercen una fuerza a un balín<br />
endurecido, bajo condiciones especificadas, sobre la superficie <strong>de</strong>l material bajo prueba y<br />
midiéndose el diámetro <strong>de</strong> la huella resultante <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> suprimir la carga.<br />
2. 4 Verificación<br />
Prueba para asegurar que se cumple con lo especificado.<br />
3 APARATOS Y EQUIPO<br />
3.1 Maquina <strong>de</strong> prueba<br />
El equipo para la prueba <strong>de</strong> dureza brinell generalmente consiste <strong>de</strong> una maquina que soporta la<br />
probeta y aplica una carga pre<strong>de</strong>terminada sobre un balín que esta en contacto con la probeta. La<br />
magnitud <strong>de</strong> la carga esta limitada <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> ciertos valores. El diseño <strong>de</strong> la maquina <strong>de</strong> prueba<br />
<strong>de</strong>be ser tal que no permita un movimiento lateral <strong>de</strong>l balín o <strong>de</strong> la probeta mientras se este<br />
aplicando la carga.<br />
En el caso <strong>de</strong> máquinas que empleen un sistema <strong>de</strong> carga muerta, <strong>de</strong>ben tomarse las precauciones<br />
necesarias para evitar una sobre carga momentánea causada por la inercia <strong>de</strong>l sistema <strong>de</strong> carga<br />
muerta este sistema <strong>de</strong>be operarse con sumo cuidado cuando se alcance el valor máximo <strong>de</strong> la<br />
carga para prevenir una mayor aceleración <strong>de</strong>l sistema.<br />
3.1.1 Intervalo <strong>de</strong> carga<br />
Una maquina <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> dureza brinell para investigación o <strong>de</strong> arbitraje es a<strong>de</strong>cuada para<br />
usarse cuando su error no exceda <strong>de</strong> ± 1 % <strong>de</strong> su intervalo <strong>de</strong> carga, y cuando se emplea para<br />
pruebas <strong>de</strong> rutina el error no <strong>de</strong>be exce<strong>de</strong>r <strong>de</strong> ± 2 s <strong>de</strong> su intervalo <strong>de</strong> carga.<br />
3.2 Penetrador (balín) brinell<br />
3.2.1 El balín estándar para la prueba <strong>de</strong> dureza brinell <strong>de</strong>be ser <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro, con una<br />
<strong>de</strong>sviación <strong>de</strong> este valor no mayor <strong>de</strong> 0,005 mm en el diámetro. Pue<strong>de</strong>n emplearse balines mas<br />
pequeños que tengan los diámetros y tolerancias indicadas en la tabla 2, tomando en<br />
consi<strong>de</strong>ración lo indicado en 5.1<br />
3.2.2 Pue<strong>de</strong> usarse un balín <strong>de</strong> acero que tenga una dureza Vickers (DV) <strong>de</strong> por lo menos 850<br />
(ver 3.2.2.1) usando una carga <strong>de</strong> 98 N (10 kgf) en materiales que tengan una dureza no mayor <strong>de</strong><br />
450 DB o un balín <strong>de</strong> carburo <strong>de</strong> tungsteno en materiales con una dureza no mayor <strong>de</strong> 630 DB.<br />
La prueba <strong>de</strong> dureza Brinell no se recomienda en materiales que tengan una dureza, mayor <strong>de</strong><br />
630 DB.
NMX-B-116-1996<br />
El balín <strong>de</strong>be ser pulido y estar libre <strong>de</strong> <strong>de</strong>fectos; en las pruebas <strong>de</strong> investigación o <strong>de</strong> arbitraje<br />
<strong>de</strong>be informarse específicamente el tipo <strong>de</strong> balín empleado cuando se <strong>de</strong>terminen durezas brinell<br />
que sean mayores <strong>de</strong> 200.<br />
3.2.2.1 El valor máximo medido <strong>de</strong> las dos diagonales <strong>de</strong> la huella hecha en el balín por el<br />
penetrador vickers no <strong>de</strong>be exce<strong>de</strong>r <strong>de</strong>l indicado en la tabla 3.<br />
3.2.3 Cuando se aplica al balín la carga <strong>de</strong> prueba y se presiona contra las probetas, el balín no<br />
<strong>de</strong>be mostrar un cambio permanente en su diámetro en mas <strong>de</strong> 0.005 mm. Si el balín usado en la<br />
prueba indica un numero <strong>de</strong> dureza brinell mayor que el limite para el balín <strong>de</strong>scrito en 3.2.2 este<br />
<strong>de</strong>be volverse a medir <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> la prueba, y si se presenta un cambio permanente, en su<br />
diámetro, mayor al indicado, los resultados <strong>de</strong> la prueba <strong>de</strong>ben consi<strong>de</strong>rarse inexactos y el balín<br />
ya no es a<strong>de</strong>cuado para un uso posterior.<br />
3.3 Microscopio <strong>de</strong> medición<br />
Las divisiones <strong>de</strong> la escala micrometrica <strong>de</strong>l microscopio, o <strong>de</strong> otros dispositivos <strong>de</strong> medición<br />
que se usen para medir el diámetro <strong>de</strong> la huella, <strong>de</strong>ben permitir una medición directa en décimas<br />
<strong>de</strong> milímetros con una aproximación hasta 0,02 mm. Este requisito se aplica únicamente al diseño<br />
<strong>de</strong>l microscopio y no es un requisito para medición <strong>de</strong> la huella.<br />
4 PREPARACION Y ACONDICIONAMIENTO DE LAS MUESTRAS<br />
El material que se usa para la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la dureza Brinell varia mucho en su forma, por lo<br />
que frecuentemente es <strong>de</strong>seable hacer la prueba sobre una parte que se va a usar en el producto<br />
terminado en lugar <strong>de</strong> utilizar una probeta.<br />
4.1 Espesor<br />
El espesor <strong>de</strong> la pieza a probar <strong>de</strong>be ser tal, que en la superficie opuesta a la <strong>de</strong> la prueba no<br />
que<strong>de</strong>n huellas u otras marcas <strong>de</strong> esta. Es cualquier caso el espesor <strong>de</strong> la probeta <strong>de</strong>be ser cuando<br />
menos <strong>de</strong> 10 veces la profundidad <strong>de</strong> la huella (ver tabla 4). El ancho mínimo <strong>de</strong>be ser conforme<br />
a lo indicado en 5.3.<br />
4.2 Acabado<br />
Cuando sea necesario, la superficie sobre la cual se va efectuar la prueba, <strong>de</strong>be estar timada,<br />
esmerilada o pulida con un material abrasivo, <strong>de</strong> tal manera que las orillas <strong>de</strong> la huella están<br />
claramente <strong>de</strong>finidas para permitir la medición <strong>de</strong>l diámetro con la exactitud especificada (ver<br />
6.1.1). Debe tenerse cuidado <strong>de</strong> no sobrecalentarlo <strong>de</strong>formar en frío la superficie <strong>de</strong> prueba.
5 PROCEDIMIENTO<br />
5.1 Magnitud <strong>de</strong> la carga <strong>de</strong> prueba<br />
NMX-B-116-1996<br />
La carga pera la prueba Brinell estándar es 29 420 N. 14 710 N 6 4 803 N (3 000 kgf, 1 500 kgf 0<br />
500 kgf). Es <strong>de</strong>seable que la carga <strong>de</strong> prueba sea <strong>de</strong> tal magnitud, que el diámetro <strong>de</strong> la huella<br />
esta entre 2,51 mm y 6,00 mm (25 % a 60 % <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong>l balín). Es necesario un limite<br />
mínimo en el diámetro <strong>de</strong> la huella <strong>de</strong>bido a que la sensibilidad <strong>de</strong> la prueba se reduce al<br />
disminuir esta magnitud. El limite superior esta relacionado con las limitaciones en la carrera <strong>de</strong>l<br />
penetrador en algunos tipos <strong>de</strong> máquina. El espesor y los requisitos <strong>de</strong> esparcimiento indicados<br />
en 4.1. y 5.3, pue<strong>de</strong>n <strong>de</strong>terminar el diámetro máximo permisible <strong>de</strong> la huella para una prueba<br />
especifica. La tabla 5 indica las cargas <strong>de</strong> la prueba estándar y los números <strong>de</strong> dureza brinell<br />
aproximados para el intervalo <strong>de</strong> los diámetros <strong>de</strong> huella indicados anteriormente.<br />
No es obligatorio el que la prueba brinell cumpla con estos intervalos, pero <strong>de</strong>be tenerse en<br />
cuenta que pue<strong>de</strong>n obtenerse diferentes números <strong>de</strong> dureza Brinell para un material dado, usando<br />
cargas diferentes con un balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro. Sin embargo con el propósito <strong>de</strong> obtener<br />
una escala continua <strong>de</strong> valores, es conveniente, usar una sola carga para cubrir el intervalo<br />
completo <strong>de</strong> dureza para algún tipo <strong>de</strong> material en especial. Para materiales más suaves se usan<br />
algunas veces cargas <strong>de</strong> 2 452 N. 1 226 N y 981 N (250 kgf, 125 kgf ó 100 kgf). La carga usada<br />
<strong>de</strong>be anotarse en el informe <strong>de</strong> los resultados <strong>de</strong> la prueba (ver 5.1.1.1). Para probetas <strong>de</strong>lgadas o<br />
pequeñas, se usan algunas veces los balines menores <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro. En tales pruebas (las<br />
cuales no se consi<strong>de</strong>ran estándar) se obtiene una mayor aproximación con respecto a la prueba<br />
<strong>norma</strong>l, si la relación entre la carga aplicada p en newtons (kgf) y el diámetro <strong>de</strong>l balín en<br />
milímetros, es la misma que en las pruebas estándar, en don<strong>de</strong>:<br />
P/D 2<br />
P/D 2<br />
P/D 2<br />
Por ejemplo<br />
Es igual a 30 para 29 420 N (3 000 kgf) <strong>de</strong> carga y Balín <strong>de</strong> 10 mm;<br />
Es igual a 15 para 14 710 N (1 500 kgf) <strong>de</strong> carga y Balín <strong>de</strong> 10 mm;<br />
Es igual a s para 4 903 N (500 kgf) <strong>de</strong> carga y Balín <strong>de</strong> 10 mm.<br />
Una carga <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> 1 226 N (125 kgf) sobre un balín <strong>de</strong> 5 mm <strong>de</strong> diámetro tiene la<br />
aproximación <strong>de</strong> una carga <strong>de</strong> prueba estándar <strong>de</strong> 4 903 N (500 kgf) sobre un balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong><br />
diámetro.<br />
5.1.1 Cuando se efectúan pruebas especiales para materiales suaves, las cuales no cumplen las<br />
condiciones <strong>de</strong> las pruebas estándar, estas se efectúan conforme a las siguientes relaciones <strong>de</strong><br />
carga a diámetro.<br />
P/D 2 = 2,5<br />
P/D 2 = 1,25<br />
P/D 2= 1,0
NMX-B-116-1996<br />
Cuando se usan balines con un diámetro menor <strong>de</strong> 10 mm, tanto la carga <strong>de</strong> prueba como el<br />
diámetro <strong>de</strong>l balín <strong>de</strong>ben anotarse en el informe <strong>de</strong> la prueba (ver 2.2, 2.2.1 y 7).<br />
Los balines con diámetro diferente a 10 mm <strong>de</strong>ben cumplir con los requisitos especificados para<br />
el material y con las tolerancias en el diámetro que se especifican para el balín estándar.<br />
5.1.1.1 En la <strong>norma</strong> particular <strong>de</strong>l producto <strong>de</strong>be especificarse la carga que <strong>de</strong>be emplearse; <strong>de</strong> no<br />
hacerse así se entien<strong>de</strong> que <strong>de</strong>be usarse la carga <strong>de</strong> 29 420 N (3 000 kgf).<br />
5.2 Radio <strong>de</strong> curvatura<br />
Cuando las penetraciones se efectúan sobre una superficie curva, el radio mínimo <strong>de</strong> curvatura <strong>de</strong><br />
dicha superficie, no <strong>de</strong>be ser menor <strong>de</strong> 25 mm para un balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro. En este caso<br />
el diámetro <strong>de</strong> la huella es el promedio <strong>de</strong> dos diámetros perpendiculares entre si.<br />
5.3 Espaciamiento <strong>de</strong> las huellas<br />
La distancia <strong>de</strong>l centro <strong>de</strong> la huella a la orilla <strong>de</strong> la probeta o a la orilla <strong>de</strong> otra huella <strong>de</strong>be ser <strong>de</strong><br />
cuando menos tres veces el diámetro <strong>de</strong> la misma.<br />
5.4 Aplicación <strong>de</strong> la carga <strong>de</strong> prueba<br />
La carga <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong>be aplicarse a la probeta, lenta y uniformemente. En las maquinas que<br />
emplean el sistema <strong>de</strong> carga muerta <strong>de</strong>ben tomarse las precauciones necesarias para prevenir<br />
sobre cargas momentáneas causadas por la inercia <strong>de</strong>l peso. También el sistema <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>be<br />
operarse con sumo cuidado cuando se alcance el valor máximo <strong>de</strong> la carga para prevenir una<br />
mayor aceleración <strong>de</strong>l sistema <strong>de</strong> carga muerta. Aplicar toda la carga <strong>de</strong> prueba por 10 s a 15 s,<br />
excepto para ciertos metales suaves.<br />
Si para algunos materiales la duración <strong>de</strong> la carga es distinta a la <strong>de</strong> 10 s a 15 s, la <strong>norma</strong> <strong>de</strong>l<br />
producto <strong>de</strong>be especificar un tiempo <strong>de</strong>finido <strong>de</strong> la aplicación <strong>de</strong> la carpa. Los resultados <strong>de</strong> las<br />
pruebas <strong>de</strong>ben informarse empleando la nomenclatura indicada en 2.2.2.<br />
5.5 Alineación<br />
La aplicación <strong>de</strong> la carga <strong>de</strong>be ser perpendicular a la probeta o pieza, permitiéndose una<br />
<strong>de</strong>sviación <strong>de</strong> dos grados como máximo.<br />
6 EXPRESION DE LOS RESULTADOS<br />
6.1 Medición <strong>de</strong> la huella
6.1.1 Diámetro<br />
NMX-B-116-1996<br />
En la prueba <strong>de</strong> dureza Brinell, <strong>de</strong>ben medirse dos diámetros <strong>de</strong> la huella perpendiculares entre<br />
si, y su valor promedio se usa como base para calcular el número <strong>de</strong> dureza Brinell. Para las<br />
pruebas <strong>de</strong> rutina el diámetro <strong>de</strong> la huella pue<strong>de</strong> medirse con una aproximación <strong>de</strong> hasta 0,05<br />
mm.<br />
Estas mediciones son <strong>norma</strong>lmente efectuadas con un microscopio portátil a bajos aumentos<br />
(aproximadamente a 20x), que tiene una escala fija en el ocular. Si se requiere <strong>de</strong> una mayor<br />
exactitud, para pruebas <strong>de</strong> arbitraje o estándar, pue<strong>de</strong> emplearse un microscopio micrometrico.<br />
6.1.2 Microscopio micrometrico<br />
Cuando se use el microscopio micrometrico para medir el diámetro <strong>de</strong> la huella, la <strong>de</strong>finición <strong>de</strong><br />
la orilla <strong>de</strong> la huella pue<strong>de</strong> aumentarse mediante el uso <strong>de</strong> una lampara movible para iluminar la<br />
probeta, colocándola <strong>de</strong> manera que el contraste <strong>de</strong> luz y sombra <strong>de</strong>fina primero una <strong>de</strong> las orillas<br />
y <strong>de</strong>spués la otra. Cuando se prueban materiales muy duros, la <strong>de</strong>finición <strong>de</strong> la huella pue<strong>de</strong><br />
mejorarse mediante el uso <strong>de</strong> un pigmento como el azul <strong>de</strong> prusia sobre el balín <strong>de</strong> la maquina <strong>de</strong><br />
prueba. Al probar materiales en los covles se presente una recuperación consi<strong>de</strong>rable <strong>de</strong> la forma,<br />
el material pue<strong>de</strong> recubrirse primero con tinta para dibujo o con una meseta <strong>de</strong> grafito y alcohol.<br />
La orilla <strong>de</strong> la huella se <strong>de</strong>fine claramente en una superficie recubierta <strong>de</strong> esa manera.<br />
6.2 Conversión a otras escalas <strong>de</strong> dureza o a valores <strong>de</strong> resistencia a la tensión<br />
No existe un método general para convertir con exactitud los números <strong>de</strong> dureza Brinell a otras<br />
escalas <strong>de</strong> dureza o a valores <strong>de</strong> resistencia a la tensión, dichas conversiones son aproximadas y<br />
por lo tanto <strong>de</strong>ben evitarse, excepto para casos especiales en los que se ha obtenido una base<br />
confiable por pruebas comparativas para una conversión aproximada.<br />
En la <strong>norma</strong> extranjera que se indica en el apéndice informativo [ver inciso (b)], se indican los<br />
valores <strong>de</strong> conversión aproximados para materiales específicos tal como: acero, acero inoxidable<br />
autentico, níquel y aleaciones al níquel y bronces.<br />
7 INFORME DE LA PRUEBA<br />
El informe <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong>be incluir los siguientes datos:<br />
a) El numero <strong>de</strong> dureza brinell
NMX-B-116-1996<br />
b) Las condiciones <strong>de</strong> prueba, cuando el numero <strong>de</strong> dureza brinell, se <strong>de</strong>termine usando una<br />
carga que no sea <strong>de</strong> 29 420 N (3 000 kgf) o balines con un diámetro diferente al <strong>de</strong> 10 mm o<br />
un tiempo <strong>de</strong> carga distinto al <strong>de</strong> 10 s a 15 s (ver 2.2.2).<br />
c) El tipo <strong>de</strong> balín que se empleo si el numero <strong>de</strong> dureza Brinell <strong>de</strong>l material exce<strong>de</strong> <strong>de</strong> 200 (ver<br />
3.2.2)<br />
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
Continuación<br />
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996
TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />
NMX-B-116-1996<br />
NOTAS :<br />
1 Los valores que se indican en cada tabla para los números <strong>de</strong> dureza Brinell son obtenidos<br />
principalmente por la ecuación que se indica en 2.2 e incluyen los valores para diámetros <strong>de</strong><br />
huellas en los intervalos recomendados en 8.1<br />
2 1 kgf =9 806 65 N
TABLA 2. Diámetros <strong>de</strong> los balines, para dureza Brinell, diferentes al estándar.<br />
Diámetro <strong>de</strong>l balín, en mm Tolerancia, en mm (a)<br />
De 1 hasta 3 ± 0.0035<br />
Mayor <strong>de</strong> 3 hasta 6 ± 0.004<br />
Mayor <strong>de</strong> 6 hasta 10 ± 0.0045<br />
NOTA 3. (a) Los balines <strong>de</strong> acero cumplen <strong>norma</strong>lmente estas tolerancias.<br />
NMX-B-116-1996<br />
TABLA 3. Diagonal media máxima <strong>de</strong> las huellas <strong>de</strong> dureza Vickers, en los balines <strong>de</strong> dureza<br />
Brinell.<br />
Diámetro <strong>de</strong>l balín, en mm Diagonal media máxima <strong>de</strong> las huellas en el balín hechas con<br />
un penetrador Vickers bajo una carga <strong>de</strong> 98N (10 kgf_), en<br />
mm<br />
10 0.146<br />
5 0.145<br />
2.5 0.143<br />
2 0.142<br />
1 0.139<br />
TABLA 4. Requisitos <strong>de</strong> espesor mínimo para pruebas <strong>de</strong> dureza Brinell.<br />
Espesor mínimo <strong>de</strong> la<br />
probeta mm<br />
Dureza mínima para la cual pue<strong>de</strong> efectuarse la prueba Brinell<br />
Carga 29 420 N Carga 14 710 N<br />
( 3 000 kgf ) ( 1 500 kgf )<br />
1.6 602 301 100<br />
3.2 301 150 50<br />
4.8 201 100 33<br />
6.4 150 75 25<br />
8.0 120 60 20<br />
9.6 100 50 17<br />
TABLA 5. Cargas <strong>de</strong> prueba estándar.<br />
Carga 4 903 N<br />
( 500 kgf )<br />
Diámetro <strong>de</strong>l balín en mm Carga N ( kgf ) Intervalo recomendado <strong>de</strong> DB<br />
10 29 420 (3000) 96 a 600<br />
10 14 710 (1500) 48 a 300<br />
10 4 903 (500) 16 a 100
8 APENDICE A<br />
Verificación <strong>de</strong> los aparatos.<br />
8.1 Verificación <strong>de</strong> las maquinas <strong>de</strong> prueba para dureza Brinell<br />
En este apéndice se <strong>de</strong>scriben para la verificación <strong>de</strong> las Brinell, que son:<br />
NMX-B-116-1996<br />
(a) Verificación por separado <strong>de</strong> la aplicación <strong>de</strong> la carga, penetrador y microscopio <strong>de</strong> medición<br />
para medir el diámetro <strong>de</strong> la huella<br />
(b) Verificación por el método <strong>de</strong> estandarización <strong>de</strong>l bloque patrón<br />
NOTAS<br />
4 Las maquinas nuevas o reconstruidas, y las utilizadas para pruebas <strong>de</strong> investigación o<br />
arbitraje, <strong>de</strong>ben comprobarse mediante el método <strong>de</strong> verificación por separado [ver (a)l.<br />
5 Las maquinas usadas para pruebas <strong>de</strong> rutina pue<strong>de</strong>n verificarse por cualquiera <strong>de</strong> los dos<br />
métodos.<br />
8.2 Requisitos generales<br />
Antes <strong>de</strong> verificar una maquina <strong>de</strong> prueba para dureza Brinell, esta <strong>de</strong>be inspeccionarse para<br />
asegurarse <strong>de</strong> que:<br />
- Este bien instalada<br />
- El sujetador <strong>de</strong>l balín este firmemente montado, con un balín nuevo cuyo diámetro<br />
haya sido verificado<br />
- La carga pueda aplicarse y retirarse sin choques o vibraciones, <strong>de</strong> manera tal que las<br />
lecturas no sean influenciadas<br />
Si el sistema <strong>de</strong> medición es una parte integral <strong>de</strong> la maquina, <strong>de</strong>be verificarse que:<br />
- El cambio <strong>de</strong> la carga para medir no influya en las lecturas.<br />
- El método <strong>de</strong> iluminación no afecte las lecturas.<br />
- El centro <strong>de</strong> la huella este en el centro <strong>de</strong>l campo <strong>de</strong> visión.<br />
8.3 Verificación por separado <strong>de</strong> la aplicación <strong>de</strong> la carga, penetrador y microscopio <strong>de</strong><br />
medición
8.3.1 Aplicación <strong>de</strong> la carga<br />
NMX-B-116-1996<br />
Las maquinas <strong>de</strong> prueba para dureza Brinell, <strong>de</strong>ben verificarse con cargas <strong>de</strong> 29 420 N. 14 710 N<br />
y 4 903 N (3 000 kgf, 1 500 kgf y 500 kgf). Si las pruebas van a realizarse usando cargas<br />
diferentes, la maquina <strong>de</strong>be verificarse para cada una <strong>de</strong> esas cargas.<br />
La carga aplicada <strong>de</strong>be verificarse periódicamente con un anillo <strong>de</strong> prueba, mediante el uso <strong>de</strong><br />
cargas muertas y <strong>de</strong> niveladores <strong>de</strong> prueba o por el uso <strong>de</strong> aparatos <strong>de</strong> calibración elástica o<br />
mediante resortes, como se especifica en la <strong>norma</strong> extranjera que se indica en el apéndice<br />
informativo [ver inciso (a)]. Una maquina <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> dureza Brinell para investigación o<br />
arbitraje es aceptable ;para usarse en 'te intervalo <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l cual el error <strong>de</strong> la misma no<br />
exceda <strong>de</strong> ± 1 %. Una maquina <strong>de</strong> prueba que va a usarse para pruebas <strong>de</strong> rutina es aceptable<br />
para emplearse <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l intervalo <strong>de</strong> carga en el cual el error <strong>de</strong> la misma no exceda <strong>de</strong> ± 2 %.<br />
8.3.2 Penetrador<br />
El penetrador que va a verificarse <strong>de</strong>be ser un balín nuevo <strong>de</strong> acero, el cual se selecciona al azar<br />
<strong>de</strong> un lote y <strong>de</strong>be cumplir con los requisitos <strong>de</strong> dureza especificados en la tabla 3. El diámetro <strong>de</strong><br />
cada balín <strong>de</strong>be medirse con una exactitud <strong>de</strong> ± 0,000 5 mm, como mínimo en tres posiciones y el<br />
promedio <strong>de</strong> estas lecturas no <strong>de</strong>be diferir <strong>de</strong>l diámetro nominal en mas <strong>de</strong> las tolerancias<br />
especificadas en la tabla 2.<br />
8.3.3 Microscopio <strong>de</strong> medición<br />
El microscopio <strong>de</strong> medición u otro instrumento para la medición <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong> la huella <strong>de</strong>be<br />
verificarse a cinco intervalos sobre el intervalo <strong>de</strong> trabajo, mediante el uso <strong>de</strong> una escala exacta<br />
tal como un micrómetro. El ajuste <strong>de</strong>l micrómetro <strong>de</strong>be ser tal que, a través <strong>de</strong> intervalo cubierto,<br />
la diferencia entre las divisiones <strong>de</strong> la escala <strong>de</strong>l microscopio y la escala <strong>de</strong> calibración no exceda<br />
<strong>de</strong> 0,01 mm.<br />
8.4 Verificación por el método <strong>de</strong> estandarización <strong>de</strong>l bloque patrón<br />
La maquina <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> dureza Brinell que se usa únicamente para pruebas <strong>de</strong> rutina, pue<strong>de</strong><br />
verificarse haciendo una serie <strong>de</strong> impresiones sobre los bloques patrón estandarizados para<br />
pruebas <strong>de</strong> dureza (ver 8.5).<br />
Si la máquina se usa en condiciones diferentes a las <strong>de</strong> 10/29 420 (3 000)/15, la máquina <strong>de</strong>be<br />
verificarse para aquellas condiciones.<br />
La máquina <strong>de</strong> prueba para dureza Brinell se consi<strong>de</strong>ra verificada si el diámetro promedio <strong>de</strong><br />
cualquier huella es menor <strong>de</strong> 3 % <strong>de</strong>l diámetro promedio correspondiente al valor <strong>de</strong> dureza <strong>de</strong><br />
un bloque patrón.
8.5 Calibración <strong>de</strong> los bloques patrón para maquinas <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> dureza Brinell<br />
8.5.1 Alcance<br />
NMX-B-116-1996<br />
Esta parte incluye la calibración <strong>de</strong> los bloques patrón para verificar las maquinas <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong><br />
dureza Brinell por cualquiera <strong>de</strong> los dos procedimientos indicados en 8.1.<br />
8.5.2 Fabricación<br />
Cada bloque <strong>de</strong> metal que va a calibrarse <strong>de</strong>be tener un espesor <strong>de</strong> 16 mm para balines <strong>de</strong> 10 mm<br />
<strong>de</strong> diámetro, 12 mm <strong>de</strong> espesor para balines <strong>de</strong> 5 mm <strong>de</strong> diámetro y 6 mm <strong>de</strong> espesor para balines<br />
mas pequeños.<br />
Cada bloque <strong>de</strong>be prepararse especialmente y tratarse térmicamente para obtener la<br />
homogeneidad y la estabilidad en la estructura.<br />
Cada bloque, si es <strong>de</strong> acero, <strong>de</strong>smagnetizarlo y mantenerlo en este<br />
La superficie <strong>de</strong>l soporte <strong>de</strong>l bloque patrón <strong>de</strong>be tener un acabado rectificado.<br />
La superficie <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong>be estar libre <strong>de</strong> rayaduras u otras imperfecciones que puedan<br />
interferir con la medición <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong> la huella.<br />
La rugosidad superficial promedio no <strong>de</strong>be exce<strong>de</strong>r <strong>de</strong> 0,000 3 mm para balines <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong><br />
diámetro y <strong>de</strong> 0.00015 mm para balines más pequeños.<br />
Para evitar la remoción <strong>de</strong> material <strong>de</strong> la superficie <strong>de</strong>l bloque patrón <strong>de</strong>be estamparse o gravarse<br />
una marca oficial o el espesor en la superficie <strong>de</strong> prueba con una exactitud <strong>de</strong> ± 0,1 mm.<br />
8.5.3 Procedimiento <strong>de</strong> estandarización<br />
El bloque estandarizado <strong>de</strong>be calibrarse en una maquina <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> dureza Brinell verificado<br />
conforme a los requisitos <strong>de</strong> 8.3.<br />
Debe asegurarse que la velocidad <strong>de</strong> penetración no exceda <strong>de</strong> 1 mm/s.<br />
La carga total <strong>de</strong>be aplicarse por 15 s.<br />
8.5.3.1 Penetrador<br />
Para la calibración <strong>de</strong> los bloques patrón <strong>de</strong>be usarse un balín nuevo que cumpla con los<br />
requisitos <strong>de</strong> 8.3.2.
8.5.3.2 Número <strong>de</strong> huellas<br />
NMX-B-116-1996<br />
Deben hacerse por lo menos s huellas distribuidas al azar en cada superficie <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong>l bloque<br />
patrón. Si el área <strong>de</strong>l bloque patrón es mayor <strong>de</strong> 100 cm, <strong>de</strong>be incrementarse a 8 huellas<br />
distribuidas al azar en la superficie <strong>de</strong> prueba.<br />
8.5.3.3 Medición <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong> la huella<br />
El sistema <strong>de</strong> iluminación <strong>de</strong>l microscopio <strong>de</strong> medición <strong>de</strong>be ajustarse para dar una intensidad<br />
uniforme sobre el campo <strong>de</strong> observación y un contraste máximo entre las huellas y la superficie<br />
sin <strong>de</strong>formar el bloque patrón.<br />
El microscopio <strong>de</strong> medición <strong>de</strong>ba graduarse a siguientes tolerancias:<br />
Diámetro <strong>de</strong>l balín Tolerancia en mm<br />
5 mm y mayores 0.002<br />
Menor <strong>de</strong> 5 mm 0.001<br />
El microscopio <strong>de</strong> medición <strong>de</strong>be verificarse por un micrómetro o por otros medios a<strong>de</strong>cuados<br />
que aseguren que la diferencia entre las lecturas correspondientes en cualquiera <strong>de</strong> dos divisiones<br />
<strong>de</strong>l instrumento estén <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la siguiente tolerancia:<br />
Diámetro <strong>de</strong>l balín Tolerancia en mm<br />
5 mm y mayores ± 0.002<br />
Menor <strong>de</strong> 5 mm ± 0.001<br />
Se recomienda que cada huella se mida al menos por dos observadores.<br />
8.5.3.4 Repetibilidad<br />
Si d1, d2.... dn son los valores medios <strong>de</strong> los diámetros medidos <strong>de</strong>terminados por un observador<br />
y or<strong>de</strong>nados en forma ascen<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> la magnitud la repetibilidad <strong>de</strong> las lecturas <strong>de</strong> dureza, en el<br />
bloque bajo la condición particular <strong>de</strong> estandarización, se <strong>de</strong>fine como dn-d1 don<strong>de</strong> n = 5 ú 8.<br />
8.5.3.5 Uniformidad <strong>de</strong> dureza<br />
Si la repetibitidad <strong>de</strong> la media <strong>de</strong> los diámetros para cada una <strong>de</strong> las 5 u 8 huellas este <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l<br />
2 % <strong>de</strong>l valor medio, el bloque pue<strong>de</strong> consi<strong>de</strong>rarse uniforme para propósitos <strong>de</strong> estandarización.<br />
8.5.3.6 Marcado
Cada bloque <strong>de</strong>be marcarse con la siguiente información:<br />
NMX-B-116-1996<br />
- La media aritmética <strong>de</strong> los valores <strong>de</strong> dureza encontrados en las pruebas <strong>de</strong><br />
estandarización (ver 2.2 y 2.2.2)<br />
- El nombre y marca <strong>de</strong>l fabricante<br />
- Número <strong>de</strong> serie <strong>de</strong>l bloque<br />
- El espesor <strong>de</strong>l bloque o una marca oficial en la superficie <strong>de</strong> prueba<br />
Todas las marcas excepto la oficial o el espesor, <strong>de</strong>ben colocarse en el perímetro <strong>de</strong>l bloque en<br />
forma perpendicular a la superficie <strong>de</strong> prueba.<br />
9 BIBLIOGRAFIA<br />
ASTM-E-10-1984 Standard test method for Brinell hardness of metalic materials.<br />
NMX-008-1993 Sistema general <strong>de</strong> Unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> medida.<br />
10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES<br />
Esta <strong>norma</strong> no concuerda con ninguna <strong>norma</strong> internacional por no existir referencia alguna al<br />
momento <strong>de</strong> su elaboración.<br />
APENDICE INFORMATIVO<br />
En tanto no se elaboren las <strong>norma</strong>s <strong>mexicana</strong>s correspondientes, <strong>de</strong>ben consultarse, las siguientes<br />
<strong>norma</strong>s extranjeras:<br />
ASTM-E-1993 Practices for toad verification of testing machines.<br />
ASTM-E-140-1988 Hardness conversion tables of metals (relationship between<br />
brinetl hardness, vickers hardness) rockwell hardness,<br />
rockwell superficial hardness, and knoop hardness).<br />
México D.F. 19 SEPTIEMBRE 1996
LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS<br />
LIC. MARIA EUGENIA BRACHO GONZALEZ<br />
NMX-B-116-1996