O Ensaio de Dureza

1. ENSAIO DE DUREZA

A dureza é uma propriedade mecânica que mensura a resistência que oferecem os materiais sólidos a uma deformação plástica localizada.Desta forma, quando é realizado um ensaio de dureza, está sendo avaliada apenas a superfície do material e não as propriedades mecânicas do material como, por exemplo, a resistência à tração.

Apesar a dureza possa dar uma ideia das caraterísticas do material, e haja varias tabelas na literatura que correlacionam dureza e outras propriedades mecânicas dos materiais através de métodos empíricos, estas relações devem ser utilizadas com bastante cautela pois existem várias formas de definir sua dureza assim como vários métodos, os quais são escolhidos de forma relativamente arbitraria. Dependendo do material a ser medido ou até mesmo o segmento industrial onde se utiliza (metalurgia, mineração, fabricação de polímeros e borrachas, etc) se utilizam mais uns métodos que outros.

 O ensaio de dureza é amplamente utilizado na área da metalurgia e da engenharia mecânica em departamentos de controle de qualidade para avaliar as caraterísticas de um material como, por exemplo, antes de realizar um processo de conformação ou depois, para verificar a efetividade de um tratamento térmico.

Principalmente, o ensaio de dureza pode ser realizado através de penetração, rebote e risco.

1. Dureza por penetração ou indentação

Nos ensaios de dureza por penetração ou indentação, se mede a resistência de um material de ser penetrado por uma peça (indentador) de outro material, a qual pressiona, com uma força controlada e durante um tempo estabelecido, a superfície do material a ser avaliado. É importante que a aplicação da carga seja numa velocidade baixa (velocidade determinada pela norma do ensaio) para não interferir na medida.

Embora haja vários métodos, o valor é oriundo da relação da força aplicada (que varia no tipo e norma de cada ensaio) e a área da superfície da impressão realizada pelo indentador na superfície do material.

1. Dureza Brinell

O ensaio de dureza brinell consiste em pressionar a superfície do material a ser ensaiado com uma esfera de aço de alta dureza ou carburo de tungstênio, originando uma impressão esférica correspondente à parte da esfera que penetra no material, conforme ilustrado na figura 2.

Ao dividir a carga aplicada P pela superfície da impressão feita pela esfera sobre a superfície obtemos o valor da dureza, quantificado pelo número de Brinell HB. Desta forma temos:

Eq.1                                [pic 1]

A profundidade  da impressão mede-se através da máquina de ensaio, enquanto a carga aplicada é mantida para garantir um bom contato entre a esfera e o material.[pic 2]

Outra maneira de calcular o número de HB  é dividindo o diâmetro  da impressão , o qual traz a vantagem de poder realizar varias medições como é necessário em microscópios. Neste caso, o diâmetro da impressão é resultado da média de duas leituras realizadas a 90º entre si. Logo, admitindo que:[pic 3]