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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 />

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TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />

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TABLA 1 Números <strong>de</strong> dureza Brinell (balín <strong>de</strong> 10 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />

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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 />

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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

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