O RELATÓRIO I: DUREZA DE BRINELL

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO BARREIRO

Carolina Silva Lins (matrícula 650156)

Jennifer Katherine Oliveira Porto (matrícula 667046)

RELATÓRIO I: DUREZA DE BRINELL

BELO HORIZONTE

2021

Carolina Silva Lins (matrícula 650156)

Jennifer Katherine Oliveira Porto (matrícula 667046)

RELATÓRIO I: DUREZA DE BRINELL

Trabalho a ser apresentado para o professor Luciano Andrade, da disciplina de Ciência dos Materiais I, sob requisito parcial de aprovação do 5° período letivo do Curso de Engenharia de Produção, do turno da noite, da PUC Barreiro.

ABRIL

 2021

RESUMO

Este relatório tratou dos ensaios de Dureza Brinell, seguindo a norma da ABNT XX. Portanto, buscou-se avaliar a dureza de diversos materiais metálicos e sua resistência mecânica, chamada também de dureza Brinell, segundo este mesmo método.

As matérias primas usadas para testes foram aços comuns, ligas de cobre e ligas de alumínio. Dessa forma, notou-se que os elementos mais duros poderão sofrer uma deformação, alterando-se suas dimensões e notando-se que sua grandeza excede a tolerância especificada pela norma (HB8 à HB450).

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

1.1 Ensaio de Dureza

O ensaio de dureza é um dos mais utilizados na seleção e controle de qualidade dos materiais metálicos. Dessa forma, compreende-se o conceito de dureza como sendo uma condição da superfície do material, que não representa nenhuma propriedade fundamental da matéria.

Para análise dessa característica, geralmente empregasse dois tipos de procedimento, sendo estes:

1. Resistência à penetração de uma ponta rígida, com geometria pré-definida e sob condições de carregamento padronizadas 🡪 Trata-se de mensurar à tensão média de escoamento do material em uma faixa estreita de deformação. É um experimento simples, muito útil para examinar diferentes componentes microestruturais;

1. Resistência ao risco ao corte de um metal pelo outro 🡪 Trata-se de observar à plasticidade de camadas superficiais muito finas.

As metodologias operadas na medição da dureza se diferem pela forma que emprega-se o penetrador, além das condições de aplicação da carga. Fica à critério do examinador escolher qual processo é mais adequado para realizar o ensaio, levando sempre em consideração fatores da natureza e dimensões da amostra (espessura da camada do material, por exemplo).

De acordo com a velocidade de aplicação da carga, os procedimentos de medição se classificam em estáticos e dinâmicos. Geralmente, os métodos mais usuais são os de penetração estática.

Por fim, é necessário observar os defeitos superficiais (trincas, poros, óxidos, carepa, etc), porque os mesmos podem interferir no resultado alcançado. O acabamento superficial está correlacionado tanto com a carga, como com a forma de manusear o penetrador.

1. Método Brinell

O método Brinell foi elaborado pelo sueco J. A. Brinell (1849 – 1925), um estudioso dos aspectos do ferro e de sua produção. Entre os seus trabalhos mais importantes, destaca-se as transformações do aço durante seu aquecimento e o resfriamento, que estão correlacionadas com a alteração dos níveis de carbobo contidas nessas fases.

Por volta de 1900, o cientista propôs um método para avaliar a dureza, que consistia na impressão de uma superfície metálica com uma esfera de aço de 10 mm de diâmetro, empregando-se uma carga de 3000 Kgf. O número de dureza Brinell (HBN) foi, então, expresso pela carga P dividida pela área superficial da impressão:

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Onde “S” é a área da calota impressa no material, expressa pela equação:

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Ao determinar a relação entre o diâmetro da esfera do penetrador (D) e o diâmetro da projeção da impressão no plano (d), têm-se:

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A fim de se obter o mesmo número de dureza de Brinell (HBN), com uma carga ou um diâmetro da esfera variado, é fundamental produzir impressões geometricamente similares, que podem ser alcançadas se o ângulo 2θ se manter constante. Para que isso ocorra, mostra-se abaixo que para se manter o ângulo 2θ e o número de dureza HBN constantes, a carga e o diâmetro da esfera devem variar:

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Alguns inconvenientes são encontrados neste método para avaliação da dureza de metais ou ligas metálicas. Dentre estes pontos de atenção está a incapacidade de se avaliar a dureza de aços muito duros (temperados, por exemplo). Em contrapartida, o tamanho da impressão torna o método inconveniente para pequenos objetos ou partes de peças que poderão ser criticamente tensionadas, o tornaria a impressão mais um concentrador de tensões.

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Brinell desenvolveu uma relação entre o limite de resistência a tração (σRT ) do material e o número de dureza HB, que pode ser definida por:

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1. METODOLOGIA

1. Objetivos

As principais finalidades desse relatório são avaliar a dureza e resistência de diversos materiais metálicos pelo método Brinell.

2.2. Materiais

Os materiais utilizados nesse ensaio são os aços comuns, ligas de cobre (latão e bronze) e liga de alumínio.

2.3. Equipamento

O instrumento utilizado para medir a dureza dessas matérias-primas é o Durômetro. Desta maneira, esse equipamento que é a evolução do escleroscópio, faz a medição da queda de peso através de um sistema de mola calibrada sobre o corpo de prova.