Calcule la Número de dureza Brinell (BHN) de la carga aplicada, el diámetro del penetrador y el diámetro de la indentación: más una estimación aproximada de la resistencia a la tracción del material probado.
Ingrese la prueba carga, the diámetro del penetrador (bola)y el diámetro de la indentación left in the material. BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²))).
El test load applied through el indenter, en kilogram-fuerza.
Diameter de el hardened steel o carbide ball, en millimeters.
Diameter de el resulting indentation, measured un el superficie, en millimeters.
Ejemplo predeterminado: 3000 kgf sobre una bola de 10 mm dejando una hendidura de 4 mm; una prueba típica de dureza del acero, que da BHN ≈ 229.
¿Ya conoce el número de dureza Brinell? Estime la resistencia a la tracción aproximada del material directamente, utilizando la relación empírica Rm (MPa) ≈ 3,45 &veces; BHN.
UN known o measured Brinell hardness número.
Esta es una aproximación empírica para muchos aceros (según ASTM A370): Trátelo como una estimación aproximada, no como un sustituto de una prueba de tracción real.
Rangos típicos de dureza Brinell para materiales comunes: Solo para contexto, no se necesitan cálculos en esta pestaña.
Materiales
BHN típico
Aluminio puro
15 – 25
Aleaciones de aluminio
30 – 120
Cobre
35 – 45
Latón
55 – 100
Acero dulce (bajo en carbono)
120 – 150
Acero con contenido medio de carbono
150 – 250
Acero de aleación endurecido
250 – 450
Acero para herramientas (templado)
500 – 650
Hierro fundido
150 – ndash; 300
Aleaciones de titanio
300 – 380
Los rangos son aproximados y varían según la composición de la aleación, el tratamiento térmico y el estándar de prueba.
Resultado
—
Ingrese la carga, el diámetro del indentador y el diámetro de la indentación para calcular BHN.
BHN—
Tracción (MPa)—
Tracción (psi)—
6 min de lectura4 pasos6 términos3 ejemplos6 preguntas frecuentesBHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²)))
La prueba de dureza Brinell es una de las formas más antiguas y ampliamente usadas para medir qué tan fuertemente resiste un material la indentación permanente.
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Paso a paso
Cómo usar esta calculadora
4 pasos▸
1
Ingresa la carga, el diámetro del identador y el diámetro de la indentación
En la pestaña Dureza Brinell, escribe la carga de prueba en kilogramo-fuerza (kgf), el diámetro de la bola endurecida o el identador de carburo en milímetros, y el diámetro de la indentación que dejó, también en milímetros. La calculadora actualiza el BHN al instante mientras escribes.
2
Lee el número de dureza y la estimación de resistencia a la tracción
La tarjeta de resultado muestra el número de dureza Brinell (BHN) como el valor principal, con una estimación aproximada de resistencia a la tracción en MPa y psi mostrada junto a él, basada en la relación empírica Rₘ ≈ 3.45 × BHN.
3
O estima la resistencia a la tracción a partir de un BHN conocido
Cambia a la pestaña Estimación de Tracción si ya tienes un número de dureza Brinell de un reporte de prueba o ficha técnica y solo necesitas la resistencia a la tracción aproximada — ingresa el BHN directamente y omite las entradas de carga/diámetro.
4
Revisa los rangos de dureza típicos
La pestaña Referencia enumera los rangos de dureza Brinell típicos para materiales comunes, desde aleaciones de aluminio blandas hasta acero de herramienta endurecido, para que puedas verificar si un BHN calculado está dentro de lo razonable para el material que se está probando.
⚡
Referencia
Fórmula y metodología
2 fórmulas▸
Número de dureza Brinell
BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²)))
La prueba de dureza Brinell presiona una bola de acero endurecido o carburo de tungsteno de diámetro D (mm) contra un material de prueba bajo una carga F (kgf), dejando una indentación esférica de diámetro d (mm) en la superficie. El BHN es la carga de prueba dividida entre el área de superficie curva de esa indentación, así que una indentación más pequeña bajo la misma carga significa un material más duro y un BHN más alto. La fórmula está estandarizada como ASTM E10 / ISO 6506.
Resistencia a la tracción aproximada
Rₘ (MPa) ≈ 3.45 × BHN
Para muchos aceros, la resistencia a la tracción correlaciona aproximadamente de forma lineal con la dureza Brinell — esta relación empírica (documentada en ASTM A370) permite a los ingenieros obtener una estimación rápida de resistencia a la tracción a partir de una prueba de dureza rápida y no destructiva en lugar de ejecutar una prueba de tracción destructiva completa. Es una aproximación de campo útil, no un sustituto de una prueba de tracción real en piezas críticas.
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Glosario
Términos clave explicados
6 términos▸
Número de dureza Brinell (BHN)Un índice (casi) adimensional de la resistencia de un material a la indentación permanente (plástica), calculado como la carga de prueba dividida entre el área de superficie esférica de la indentación que produce. Un BHN más alto significa un material más duro y más resistente a la indentación.
IdentadorLa bola de acero endurecido o carburo de tungsteno presionada contra el material de prueba. Los diámetros de identador estándar son 10 mm, 5 mm, 2.5 mm y 1 mm, elegidos según el espesor de la muestra y la dureza esperada.
IndentaciónLa impresión permanente, aproximadamente esférica, dejada en la superficie del material después de retirar el identador. Su diámetro se mide (usualmente bajo microscopio) en dos direcciones perpendiculares y se promedia.
Carga aplicada (F)La fuerza de prueba transmitida a través del identador, expresada convencionalmente en kilogramo-fuerza (kgf) aunque las máquinas de prueba modernas la apliquen mediante un sistema hidráulico o electromecánico calibrado en lugar de pesos colgantes literales.
Estimación de resistencia a la tracciónUna resistencia última a la tracción aproximada derivada del BHN usando la relación empírica Rₘ ≈ 3.45 × BHN (en MPa) — confiable para muchos aceros al carbono simple y de baja aleación, pero menos precisa para otras aleaciones, así que debe tratarse como una guía aproximada.
Escala de durezaBrinell es una de varias escalas de dureza (junto con Rockwell y Vickers); cada una usa una forma de identador, carga y fórmula diferentes, así que los valores de BHN no son directamente comparables con los números de Rockwell (HRC) o Vickers (HV) sin una tabla de conversión.
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Escenarios
Ejemplos del mundo real
3 ejemplos▸
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Inspector de calidad
Probando una forja de acero con una bola estándar de 10 mm
Carga aplicada, F 3,000 kgfDiámetro del identador, D 10 mmDiámetro de la indentación, d 4 mm
BHN = 2(3,000) / (π·10·(10 − √(10² − 4²))) ≈ 228.8. Eso está en el rango de acero al carbono medio a acero de aleación endurecido — comparable a un acero estructural templado y revenido — con una resistencia a la tracción estimada de alrededor de 789 MPa (aproximadamente 114,000 psi).
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Ingeniero de materiales con una ficha técnica
Estimando la resistencia a la tracción a partir de un BHN reportado
Pestaña usada Estimación de TracciónNúmero de dureza Brinell, BHN 200
Rₘ ≈ 3.45 × 200 = 690 MPa (cerca de 100,000 psi). Esta es una verificación rápida de coherencia frente a la resistencia a la tracción de un certificado de fábrica — útil para una estimación rápida en campo, pero el resultado de la prueba de tracción certificada debe seguir teniendo prioridad para aplicaciones críticas.
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Estudiante comparando materiales
Verificando un resultado contra rangos típicos
Pestaña usada ReferenciaBHN calculado 229
La pestaña Referencia muestra que el acero suave típicamente va de 120–150 BHN, el acero al carbono medio de 150–250 BHN, y el acero de aleación endurecido de 250–450 BHN. Un valor calculado de 229 cae claramente dentro del rango de acero al carbono medio, confirmando que el resultado de la prueba luce físicamente razonable antes de reportarlo.
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Referencia
Citar esta calculadora
APA y MLA▸
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La prueba de dureza Brinell es una de las formas más antiguas y ampliamente usadas para medir qué tan fuertemente resiste un material la indentación permanente. Funciona presionando una bola dura contra el material bajo una carga conocida y midiendo qué tan grande es la marca que deja — una marca más pequeña significa un material más duro. Esa sola medición, procesada mediante una fórmula estandarizada en ASTM E10 e ISO 6506, produce el número de dureza Brinell (BHN) usado en toda la manufactura, el control de calidad y la selección de materiales.
Cómo funciona la prueba Brinell
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Una bola de acero endurecido o carburo de tungsteno de diámetro conocido D se presiona contra una superficie plana y preparada del material de prueba bajo una carga fija F, se mantiene durante un tiempo de permanencia estándar, y luego se retira. La indentación esférica resultante se mide a través de su diámetro d, y el BHN se calcula como la carga dividida entre el área de superficie curva de esa indentación: BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²))). Como la prueba deja una indentación relativamente grande y promediada, la prueba Brinell es especialmente adecuada para materiales de grano grueso o no uniformes como las fundiciones, donde una prueba a menor escala (como Vickers o Rockwell) podría dar una lectura inconsistente dependiendo exactamente de dónde caiga.
De la dureza a la resistencia a la tracción
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Para muchos aceros al carbono simple y de baja aleación, la resistencia a la tracción sigue a la dureza Brinell de forma bastante consistente y aproximadamente lineal — capturada en la aproximación ampliamente usada Rₘ (MPa) ≈ 3.45 × BHN, documentada en ASTM A370. Esto permite que una lectura de dureza rápida y no destructiva sustituya una estimación aproximada de resistencia a la tracción sin ejecutar una prueba de tracción destructiva completa en cada pieza. La correlación se sostiene bien para los aceros de los que se derivó, pero se debilita para otras familias de aleaciones — el aluminio, el titanio y los aceros altamente aleados pueden desviarse significativamente, así que la estimación debe tratarse como un número de planificación, no un valor certificado. Consulta la Calculadora de Módulo de Young y la Calculadora de Esfuerzo complementarias para herramientas relacionadas de propiedades de materiales.
Eligiendo el identador y la carga correctos
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Las condiciones de prueba estándar emparejan un diámetro de bola con una carga proporcional para que el diámetro de indentación resultante caiga en un rango de medición confiable (típicamente 0.24D a 0.6D) — una indentación demasiado pequeña es difícil de medir con precisión, y una demasiado grande arriesga efectos de borde del propio identador o perforar un material delgado. Una bola de 10 mm con una carga de 3,000 kgf es la combinación más común para aceros y hierros fundidos; bolas más pequeñas y cargas más ligeras (5 mm/750 kgf, 2.5 mm/187.5 kgf, etc.) se usan para secciones más delgadas o materiales más blandos para mantener la indentación proporcional.
Límites de este modelo simple
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Esta calculadora implementa la fórmula BHN estándar y la aproximación de resistencia a la tracción de ASTM A370, pero la prueba Brinell real tiene requisitos adicionales que este cálculo simple no impone: espesor mínimo de la muestra (aproximadamente 10× la profundidad de la indentación) para evitar que el efecto del identador alcance la superficie posterior, una superficie de prueba plana y correctamente preparada, un tiempo de permanencia correcto, y combinaciones de identador/carga elegidas según las tablas de ASTM E10 o ISO 6506. La estimación de resistencia a la tracción es una correlación empírica para aceros comunes, no una ley física — para otras aleaciones, o para cualquier resultado que alimente una decisión crítica para la seguridad, confirma con una prueba de tracción real o los datos de propiedades mecánicas certificados del material.
❓
Preguntas
Preguntas frecuentes
6 preguntas▸
¿Cuál es la fórmula de la dureza Brinell?+
BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²))), donde F es la carga de prueba aplicada en kilogramo-fuerza (kgf), D es el diámetro de la bola identadora en milímetros, y d es el diámetro de la indentación resultante en milímetros. Esta es la carga dividida entre el área de superficie curva de la indentación, estandarizada en ASTM E10 e ISO 6506.
¿Cómo se estima la resistencia a la tracción a partir del BHN?+
Usando la relación empírica Rₘ (MPa) ≈ 3.45 × BHN, documentada en ASTM A370. Es una aproximación confiable para muchos aceros al carbono simple y de baja aleación, pero menos precisa para otras familias de aleaciones — trátala como una estimación rápida en lugar de un sustituto de una prueba de tracción real.
¿Qué unidades usa esta calculadora?+
La carga aplicada se ingresa en kilogramo-fuerza (kgf), y tanto el diámetro del identador como el de la indentación se ingresan en milímetros (mm), coincidiendo con el reporte estándar de la prueba Brinell. La estimación de resistencia a la tracción se muestra tanto en megapascales (MPa) como en libras por pulgada cuadrada (psi).
¿Cómo se compara la dureza Brinell con Rockwell o Vickers?+
Brinell, Rockwell y Vickers son escalas de dureza diferentes, cada una usando una forma de identador, carga y fórmula distintas, así que sus números en bruto no son directamente intercambiables — convertir entre ellas requiere una tabla de conversión estandarizada (que se encuentra en ASTM E140), no aritmética simple. Brinell generalmente se prefiere para materiales de grano grueso como las fundiciones porque su indentación más grande promedia mejor la variación local que las indentaciones más pequeñas de Vickers o Rockwell.
¿Qué carga y tamaño de bola debo usar?+
Las combinaciones estándar emparejan una bola más grande con una carga más pesada para aceros y hierros fundidos — más comúnmente una bola de 10 mm con una carga de 3,000 kgf — mientras que las secciones más delgadas o los materiales más blandos usan una bola más pequeña y una carga proporcionalmente más ligera, para que el diámetro de la indentación caiga en el rango de medición confiable (aproximadamente 0.24D a 0.6D). Consulta ASTM E10 o ISO 6506 para las combinaciones recomendadas completas.
¿Por qué el diámetro de la indentación tiene que ser menor que el diámetro de la bola?+
La fórmula involucra √(D² − d²), que solo está definida en números reales cuando d es menor que D — físicamente, el diámetro de la indentación nunca puede exceder el diámetro de la bola que la produjo. Si ingresas un valor donde d ≥ D, la calculadora lo marca como inválido en lugar de devolver un resultado sin sentido.
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