OS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA APLICADA

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA APLICADA

ENSAIO DE DUREZA

1.Resumo

No presente trabalho foi abordado as definições de ensaios de dureza (Rockwell, Vickers, Brinell), onde trazemos as definições e formas como são realizadas. Também é apresentado os prós e contras de cada ensaio e assim é possível definir qual o mais vantajoso para cada situação.

2.Introdução

Os ensaios de dureza são muito usados na indústria para ter ciência das grandezas mecânicas do corpo a ser estudado como: resistência mecânica, avaliação sobre a resistência a abrasão, degaste por erosão, resultados sobre um tratamento térmico etc.

Existem muitos métodos utilizados para um ensaio de dureza, o mais utilizado é o por penetração, onde uma carga é aplicada em um ponto por um certo período, após isso é verificada a deformação superficial ocorrida no ponto de aplicação da força. Uma das maiores vantagem desse tipo de ensaio é que ele não causa avarias ou danos substanciais ao corpo além de uma pequena marca onde a carga foi aplicada, assim os ensaios de dureza são classificados como não destrutíveis.

Neste trabalho foram utilizados os seguintes ensaios de dureza:

Ensaio de dureza Brinell

Nesse método utiliza-se de uma esfera de aço temperado com diâmetro conhecido, onde ela é comprimida sobre uma superfície controlada (plana, polida e limpa) de um metal qualquer, por meio de uma carga aplicada com tempo, assim, após a aplicação é produzida uma calota esférica que será avaliada.

Ensaio de dureza Vickers

Esse ensaio foi criado a fim de uma alternativa do ensaio Brinell, em termos de métodos são praticamente semelhantes, porém é utilizado um diamante em forma de pirâmide com ângulo de 136º na ponta do penetrador. Esse formato é a pequena deformação deixada o que possibilita a analise de materiais como a cerâmica ou corpos com finíssimas camadas.

Ensaio de dureza Rockwell

Esse ensaio é o mais simples de ser operado por não depender de habilidades(erros humanos não interferem) a ponta do penetrador é utilizada um aponta de diamante ou uma esfera de aço temperado, nesse método a dureza é obtida pela diferença de  profundidade entre uma penetração seguida de outra com carga maior que a primeira.

O ensaio de dureza é considerado um ensaio não destrutivo. Ele deixa uma pequena marca na peça que não compromete o seu desempenho técnico e é um dos ensaios mecânicos mais populares nas indústrias.

Existem diversos meios de realizar o ensaio de dureza. Atualmente, o método mais utilizado é o por penetração, no qual uma carga é realizada por um determinado período de tempo sobre um penetrador. A dureza é avaliada através da deformação deixada na superfície da peça.

Ela é utilizada para atender alguns objetivos,Ter ciência da resitencia mecânica do material,Inspecionar o resultado de um tratamento térmico, avaliar a resistência ao desgaste por abrasão e desgaste por erosão dos  materiais.

Os Ensaios ultilizados nesta apresentação são Ensaio de Dureza Rockwell, Ensaio de Dureza Vickers e Brinell.

1 – Dureza Vickers, da qual, método leva-se em conta a relação ideal entre o diâmetro da esfera do penetrador Brinell e o diâmetro da calota esférica obtida, utilizando ainda outro tipo de penetrador, que possibilita medir qualquer valor de dureza, incluindo desde os materiais mais duros até os mais moles.

2 – Dureza Rockwell, este método de ensaio apresenta algumas vantagens em relação ensaio de dureza Brinell, pois permite avaliar a dureza de metais diversos, desde os mais moles até os mais duros.

3 – Dureza Brinell, que comprime-se lentamente uma esfera de aço temperado sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga, durante certo tempo, produzindo uma calota esférica.

Com a importância de testar a capacidade mecânica em um corpo de prova especifico.

3.Breve revisão da literatura

A dureza de um material é um fator de extrema relevância no estudo da mecânica aplicada, esta tem como principal objetivo medir a capacidade de resistência na deformação plástica localizada (por exemplo, devido a uma pequena impressão ou a um risco).

Para que seja possível uma escala de observação para o estabelecimento de parâmetros comparativos, foram adotadas diversas formas de ensaios de dureza ao longo dos anos, aprimorando essas técnicas para corpos de prova e materiais requeridos a cada caso.

Os primeiros ensaios de dureza eram feitos com base em minerais naturais, com uma escala construída unicamente em função da habilidade de um material para riscar outro mais mole (dúctil). Foi então concebido um sistema qualitativo e um tanto arbitrário de indexação que ficou conhecido por escala de Mohs.

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Fonte:https://pt.wikipedia.org/wiki/Escala_de_Mohs

A escala de Mohs varia entre 1, para talco, na extremidade macia da escala, e 10, para o diamante, na outra extremidade da escala. O ensaio se consistia basicamente em riscos, como por exemplo, se o material N não é riscado pelo quartzo – 7 e é riscado pelo topázio – 8, o material N pertence a escala de dureza de numero 8 segundo a escala de Mohs.

Com o passar do tempo foram notadas que esta escala simplista não era mais o suficiente devido ao avanço tecnológico e o aumento da complexidade na construção mecânica. Outras técnicas foram desenvolvidas  para necessidades específicas em função de maior precisão nos resultados finais.

Entre estas novas técnicas estão presentes:

Escala Rockwell, Escala Vickers, Escala Brinell, Escala Meyer, Escala Knoop, Escala Shore, Escala Barcool e Escala IRHD.

4.Metodologia

Ensaio de Dureza Rockwell

O teste de dureza Rockwell consiste em endentar o material sob teste com um cone de diamante ou endentado de esfera de aço endurecido. O endentado é pressionado contra a superfície do corpo de prova com uma pré-carga F0, usualmente de 10kgf . Quando o equilíbrio é atingido, um dispositivo indicativo que segue os movimentos do endentado e responde às variações da profundidade de penetração é ajustado para a posição zero.