Durez ROCKWELL

DUREZA ROCKWELL

1. INTRODUÇÃO

A dureza é uma medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada. Para determinar a dureza, há várias técnicas sendo que nestas técnicas um pequeno penetrador é forçado contra uma superfície do material a ser testado. A partir desse resultado, mede-se a profundidade ou o tamanho da impressão relacionando a um número, índice de dureza. Assim, quanto mais macio for o material, maior e mais profunda será a impressão e menor será o índice.

Os valores da dureza são relativos, dependendo, assim, do tipo de técnica utilizada. Os ensaios de dureza são realizados frequentemente, porque são simples e baratos, não destrutivos (o corpo de prova não é fraturado e nem deformado drasticamente) e permitem determinar outras propriedades do material.

Das várias técnicas usadas para determinar a dureza de um material, falaremos da técnica mais usada que e o ensaio de Dureza Rockwell [1].

2. ENSAIO ROCKWELL

O método foi idealizado em 1919, por Stanley P. Rockwell, como uma ferramenta para obter de forma rápida e mais precisa valores para o controle de dureza da fábrica de rolamentos onde trabalhava. Em seguimento a sua invenção Charles H. Wilson complementou os métodos de teste tornando-o o que hoje é o método mais amplamente utilizado para testes de aceitação e controle de processos de metais e componentes metálicos.

O método criado por Rockwell, inicialmente com o uma ferramenta caseira pra medir valores de dureza, veio através dos tempos ganhando cada vez maior popularidade e acabou tornando-se uma grandeza dentro do campo da Metrologia.

A medição da dureza oferece informações importantes sobre materiais metálicos, tais como, tensão de escoamento, ductilidade e resistência ao desgaste, e muitas outras propriedades associadas ao desenvolvimento de materiais e equivalentes próprios a aplicações exigidas em projetos.

A escala de dureza Rockwell consiste em aplicar uma carga sobre o mensurando (objeto em medição) intermediado por um penetrador padronizado (pode ser um penetrador esferocônico de Diamante ou uma esfera de aço ou Metal Duro), e mede-se o quanto esse penetrador aprofundou-se no mensurando. Para escalas normais cada unidade de dureza Rockwell equivale a 0,002 mm de profundidade, e para escalas de dureza Rockwell Superficial cada unidade de dureza equivale a 0,001 mm de profundidade de indentação. A tabela abaixo apresenta as várias escalas de Dureza Rockwell [2].

Tabela 1 – Escalas de Dureza Rockwell

3. MÉTODO DE ENSAIO

Neste método, a carga do ensaio é aplicada em etapas (primeiro uma pré-carga é aplicada para garantir um contato firme entre o penetrador e o cdp, e, posteriormente aplica-se a carga do ensaio propriamente dita). A leitura do grau de dureza é feita diretamente no num mostrador acoplado à máquina de ensaio de acordo com uma escala pré-determinada, adequada à dureza do material.

O valor indicado na escala do mostrador é o valor da dureza Rockwell e corresponde à profundidade alcançada pelo penetrador, subtraídas a recuperação elástica do material, após a retirada da carga e a profundidade decorrente da pré-carga.

Fig.2 – Leitura Digital

Fig. 1 - Equipamento Utilizado [3]

3.1. Equipamento Para Ensaio De Dureza Rockwell: Pode-se realizar o ensaio de dureza Rockwell em dois tipos de máquinas, ambas com a mesma técnica de operação, que diferem apenas pela precisão dos seus componentes. A máquina padrão mede a dureza Rockwell normal e é indicada para avaliação de dureza em geral. A máquina mais precisa mede a dureza superficial, e é indicada para avaliação de dureza em folhas finas ou lâminas.

Os penetradores utilizados na máquina de ensaio de dureza Rockwell são do tipo esférico (esfera de aço temperado com diâmetro 1/16’’ ou 1/8’’) ou cônico (cone de diamante com 120° de conicidade).

3.2. Escalas De Dureza Rockwell: As escalas de dureza foram determinadas em função do tipo de penetrador e do valor da carga maior. Nos ensaios de dureza Rockwell normal utiliza-se uma pré-carga de 10kgf e a carga maior entre 60 e 150 kgf. Nos ensaios de dureza superficial a pré-carga é de 3kgf e a carga maior varia entre 15 e 45 kgf.

Estas escalas não têm relação entre si, por isso não faz sentido comparar a dureza e materiais submetidos a ensaio de dureza Rockwell utilizando escalas diferentes. Ou seja, um material ensaiado numa escala só pode ser comparado a outro material ensaiado na mesma escala.

Tab.2 – Escala de Dureza Rockwell Superficial

Tab.3 – Escala de Dureza Rockwell

3.3. Representação Da Dureza Rockwell: O número de dureza Rockwell deve ser seguido pelo símbolo HR, com um sufixo que indique a escala utilizada.

Exemplo: 56 HRC

56 é o valor da dureza obtido no ensaio;

HR indica que se trata de ensaio de dureza Rockwell;

C indica qual a escala empregada.

3.4. Profundidade De Penetração: A profundidade que o penetrador vai atingir durante o ensaio é importante para definir a espessura mínima do corpo de prova. De um modo geral, a espessura mínima do cdp deve ser 17 vezes a profundidade atingida pelo penetrador.

É possível obter a medida aproximada desta profundidade (P), a partir do valor de dureza indicado na escala da máquina de ensaio, utilizando as fórmulas a seguir:

a) Penetrador de diamante:

HR normal => P = 0,002 x (100 – HR)

HR superficial => P = 0,001 x (100 – HR)

b) Penetrador esférico:

HR normal => P = 0,002 x (130 – HR)

HR superficial => P = 0,001 x (130 – HR)

4. PROCEDIMENTO PARA ENSAIO DE DUREZA ROCKWELL

Fazer a limpeza da face da peça a ser medida;

Selecionar a escala adequada ao material ensaiado;

Selecionar o penetrador adequado ao material ensaiado (esfera 1/16’’ ou cone diamante);

Posicionar na base do durômetro (base prismática para peças redondas, base plana para peças retangulares);

Colocar o CPD sobre a mesa de apoio e elevar o fuso por meio do volante até o penetrador entrar em contato com a peça, sem choque;

Continuar a girar o volante, observando até que a barra do display seja completada;

Iniciar o ensaio apertando o botão START na parte frontal do Durômetro;

Efetuar a leitura no display do medidor, conforme a fig.2;

Ensaiando a peça 1.

Dureza Encontrada: 57.9HRC

Fig.3 - Medição do 1º C.D.P.

Ensaiando a peça 2.

Dureza obtida: 62.2HRC