Escala Brinell - Brinell scale

Diagrama de força

A escala de Brinell / b r ə n ɛ l / caracteriza a dureza recuo de materiais por meio da escala de penetração de um penetrador, carregado sobre um provete de material. É uma das várias definições de dureza na ciência dos materiais .

História

Proposto pelo engenheiro sueco Johan August Brinell em 1900, foi o primeiro teste de dureza padronizado e amplamente usado em engenharia e metalurgia . O grande tamanho da indentação e possíveis danos à peça de teste limitam sua utilidade. No entanto, ele também tinha a característica útil de que o valor de dureza dividido por dois forneceu o UTS aproximado em ksi para aços. Esse recurso contribuiu para sua adoção antecipada em relação aos testes de dureza concorrentes.

Detalhes do teste

O teste típico usa uma esfera de aço de 10 mm (0,39 pol.) De diâmetro como um penetrador com uma força de 3.000  kgf (29,42  kN ; 6.614  lbf ). Para materiais mais macios, uma força menor é usada; para materiais mais duros, uma bola de carboneto de tungstênio é substituída pela bola de aço. O recuo é medido e a dureza calculada como:

${\ displaystyle \ operatorname {BHN} = {\ frac {2P} {\ pi D \ left (D - {\ sqrt {D ^ {2} -d ^ {2}}} \ right)}}}$

Onde:

BHN = Número de dureza Brinell (kgf / mm ² )

P = carga aplicada em quilograma-força (kgf)

D = diâmetro do penetrador (mm)

d = diâmetro de indentação (mm)

A dureza Brinell é algumas vezes citada em megapascais; o número de dureza Brinell é multiplicado pela aceleração devido à gravidade, 9,80665 m / s ² , para convertê-lo em megapascais.

O BHN pode ser convertido na resistência à tração final (UTS), embora a relação seja dependente do material e, portanto, determinada empiricamente. A relação é baseada no índice de Meyer (n) da lei de Meyer . Se o índice de Meyer for inferior a 2,2, a razão de UTS para BHN é de 0,36. Se o índice de Meyer for maior que 2,2, a proporção aumenta.

O BHN é designado pelos padrões de teste mais comumente usados ​​(ASTM E10-14 e ISO 6506–1: 2005) como HBW ( H de dureza, B de brinell e W do material do penetrador, carboneto de tungstênio (volfrâmio)). Em padrões anteriores, HB ou HBS eram usados ​​para se referir a medições feitas com indentadores de aço.

HBW é calculado em ambos os padrões usando as unidades SI como

${\ displaystyle \ operatorname {HBW} = 0,102 {\ frac {2F} {\ pi D \ left (D - {\ sqrt {D ^ {2} -d ^ {2}}} \ right)}}}$

Onde:

F = carga aplicada (newtons)

D = diâmetro do penetrador (mm)

d = diâmetro de indentação (mm)

Valores comuns

Ao citar um número de dureza Brinell (BHN ou mais comumente HB), as condições do teste usadas para obter o número devem ser especificadas. (HB não está relacionado ao grau "HB" de dureza do lápis .) O formato padrão para a especificação de testes pode ser visto no exemplo "HBW 10/3000". "HBW" significa que um indentador de esfera de carboneto de tungstênio (do símbolo químico para tungstênio ou do nome espanhol / sueco / alemão para tungstênio, "Wolfram"), em oposição a "HBS", que significa uma esfera de aço endurecido. O "10" é o diâmetro da esfera em milímetros. O "3000" é a força em quilogramas.

A dureza também pode ser indicada como XXX HB YY D ² . O XXX é a força a ser aplicada (em kgf) em um material do tipo YY (5 para ligas de alumínio, 10 para ligas de cobre, 30 para aços). Assim, uma dureza típica do aço poderia ser escrita: 250 HB 30 D ² . Pode ser um máximo ou um mínimo.

Padrões

• Padrão Internacional ( ISO ) e Europeu ( CEN )
  • "EN ISO 6506-1: 2014: Materiais metálicos - Teste de dureza Brinell - Parte 1: método de teste" .
  • "EN ISO 6506-2: 2017: Materiais metálicos - Teste de dureza Brinell - Parte 2: verificação e calibração da máquina de teste" .
  • "EN ISO 6506-3: 2014: Materiais metálicos - Teste de dureza Brinell - Parte 3: calibração de blocos de referência" .
  • "EN ISO 6506-4: 2014: Materiais metálicos - Teste de dureza Brinell - Parte 4: Tabela de valores de dureza" .
• Padrão dos EUA ( ASTM International )
  • "ASTM E10-14: Método padrão para dureza Brinell de materiais metálicos" .

Veja também

• Brinelling
• Comparação de dureza
• Teste de dureza Knoop
• Teste de dureza de rebote Leeb
• Escala Rockwell
• Teste de dureza Vickers

Referências

links externos

• Teste de dureza Brinell - Métodos, vantagens, desvantagens, aplicações
• Vídeo sobre o teste de dureza Brinell no YouTube
• Gráfico de conversão de Rockwell para Brinell (Brinell, Rockwell A, B, C)
• Tabela de conversão de dureza Struers (Vickers, Brinell, Rockwell B, C, D)
• Gráfico de conversão Brinell Hardness HB (MPa, Brinell, Vickers, Rockwell C)