Proposed definition for the Brinell hardness indentation edge

Abstract

Abstract:The industrial Brinell hardness test has been in common use for over 100 years. The test is defined by standardized procedures stating that the Brinell hardness number is proportional to the test force divided by the surface area of the indentation. The test procedures require that the surface area be determined by measuring the indentation diameter after removing the test force. This measurement is usually made using an optical microscope, but without having a physical definition of the indentation edge. This paper proposes a physical definition of the indentation edge such that the Brinell indentation diameter can be unambiguously measured.

Traceability of 3D optical measuring instruments in industrial environments using customized material standards

“…There are several ways to make this but all of them depends on the edge of the groove. For optical measuring instruments, it has been demonstrated that the first and the second derivatives could be used to determine where the groove starts [197,198] :…”

Caracterización geométrica de huellas de dureza Brinell mediante equipos ópticos. Modelo con microscopía confocal

“… Dependencia de los parámetros empleados en los métodos basados en sistemas ópticos: amplificación, apertura numérica, etc.  La identificación de la línea del borde de la huella en la que debe medirse el diámetro es una tarea compleja ya que no existe un borde físico diferenciado que pueda observarse al microscopio, ni tampoco una definición física comúnmente aceptada que permita localizar dicho borde [4].…”

“…Analizando los resultados de la intercomparación clave de dureza Brinell realizada en 2003 -2004 por el CCM_WGH [CCM.H-K2] entre distintos Institutos Nacionales de Metrología que materializan patrones de dureza Brinell, Hattori [49] obtuvo dos conclusiones principales:  La diferencia de valores obtenidos por los distintos Institutos Nacionales no puede explicarse por la incertidumbre dada por cada uno. Esto significa que las incertidumbres han sido subestimadas, o bien, que algún parámetro no controlado tiene un efecto significativo sobre las mediciones.…”

“…Diversos autores [2,3,4,5] señalan que el origen de la variabilidad se debe a las características geométricas del borde de la huella Brinell que, debido a la deformación plástica que sufre durante el proceso de indentación, presenta zonas abultadas o hundidas, en función de las propiedades del material ensayado. En esta situación, cuando se emplea un instrumento óptico de medida, es posible realizar el enfoque a diferentes alturas del borde, lo que tiene una consecuencia directa sobre el valor del diámetro medido y, por tanto, sobre el valor de la dureza Brinell.…”

“…Se encontró una dispersión mucho mayor entre diferentes NMI que dentro del mismo Instituto. Por ello, Hattori [49] concluye que la gran diferencia entre los Institutos fue causada por factores relacionados con el procedimiento de medida del diámetro, por no encontrarse bien acotado en la norma de dureza Brinell [1]. La figura 5.2 muestra la sección transversal de una huella Brinell y en la figura 5.3 se amplía la zona del borde poniéndose de manifiesto la dificultad existente para elegir el punto exacto del borde de la huella.…”