Ensaio De Dureza

Ensaio de dureza

Para mecânica  resistência à penetração de um material duro em outro.

Para usinagem  é a resistência ao corte de um metal.

Para mineralogistas  é a resistência ao risco de um material.

Para metalurgia  dureza  resistência à deformação plástica.

Assim  material com grande resistência à deformação permanente também terá alta resistência ao desgaste, alta resistência ao corte e será difícil de ser riscado  será duro!!!!

1Tipos de dureza

1.1Dureza ao risco

Vários materiais podem ser organizados de acordo com a capacidade de riscarem uns aos outros  escala de Mohs (1822)  10 minerais agrupados da ordem da capacidade de serem riscados.

• mais macio  mineral talco  dureza ao risco 1

• mais duro  diamante  dureza ao risco 10

Esta escala não é conveniente para os metais!!!!!

1.2Dureza dinâmica

Uma esfera é lançada contra uma superfície e a dureza é expressa como energia de impacto.Medidor de dureza Shore mede a dureza dinâmica em função da altura do rebote da bilha.

1.3Dureza à penetração

Para os metais, é uma medida da resistência à deformação plástica ou permanente.

1.3.1Dureza Brinell

Em 1900  J.A. Brinell  O ensaio foi muito aceito, porque permite relacionar o valor de dureza com a resistência à tração.

Ensaio  ver Figura 1!

Figura 1 – Desenho esquemático da dureza Brinell.

Ensaio  comprimir uma esfera de aço (diâmetro D) duro contra a superfície plana e limpa de um metal com uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d.

Dureza Brinell – Representada pelas letras HB (hardness Brinell).

; onde:

F = Carga aplicada e AC = área da calota esférica

AC = Dp; onde p = profundidade da calota.

Fazendo-se as devidas substituições:

Contudo, p não é muito fácil de ser determinado. Então, faz-se uma relação entre p e d, resultando em:

Assim, a dureza é expressa em unidades de Kgf/mm2 (1Kgf/mm210N/mm210MPa).

Contudo, usa-se somente o número e HB. Ex.: 100HB.

Os cálculos são dispensados no dia a dia, através do uso de uma tabela, onde estão dispostos os valores de d e da dureza HB.

Brinell padrão:

Carga=3000Kg e D=10mm

Método de ensaio:

Aplica-se a carga por um tempo padrão (normalmente por 30 segundos) e o diâmetro da impressão é medido por um microscópio de baixa ampliação. Deve-se fazer duas leituras de d perpendiculares entre si. A superfície deve ser relativamente lisa e isenta de sujidades e película de óxidos. Contudo, para metais muito macios, a carga de 3000Kg seria muito alta. Para diminuir a carga, devemos também mudar o diâmetro do indentador para que se produza indentações geometricamente similares.

Carga  deve ser tal que 0,25<d<0,5 do D. Impressão ideal se d=0,375D!

Na prática, deve se usar o fator de carga.

Fator de carga=

Exemplo: fator de carga igual a 30, para aços e ferros fundidos, com dureza na faixa de 90 a 415HB. O fatores de carga para alguns materiais de engenharia estão apresentados na Tabela 1.

Tabela 1 – Fatores de carga de alguns materiais metálicos de engenharia.

Observação: O D é função da espessura do corpo de prova ensaiado. Espessura mínima igual a 17 vezes a profundidade da calota.

Vantagens do Método Brinell:

- Adequado (produz grandes calotas na peça, quando D=10mm) para materiais compostos por mais de uma fase (valores de dureza discrepantes), como os ferros fundidos.

- Existe a possibilidade de se estimar a resistência à tração a partir da dureza Brinell, aplicando-se a seguinte equação:

ou

- Baixo custo de equipamento

Desvantagens do método Brinell:

- Só é possível se medir a dureza de materiais de média dureza, isto é, até no máximo 500Hb, caso contrário a esfera pode sofrer deformação plástica.

- Existe a necessidade de um acabamento superficial mínimo.

- É sujeito a erros de medição.

- A impressão sendo muito grande pode inutilizar a peça.

• Não se presta para materiais que sofreram algum tipo de tratamento de superfície.

1.3.2Dureza Rockwell

Início do século XX  muitos progressos na determinação da dureza.

1922  Rockwell  ensaio de dureza com pré-carga.

Progressos  possibilidade de avaliar a dureza de metais diversos, desde os mais macios até os mais duros. Contudo, também apresenta limitações.

Dureza Rockwell  a mais utilizada no mundo, pelas seguintes razões:

• rapidez

• facilidade