Ensaio De Dureza Do Alumínio

(Parte 1 de 2)

ESCOLA POLITÉCNICA DA USP PMR2202 - INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA

Projeto 1 – Caracterização Mecânica de Material Ensaio de Dureza - Alumínio

Nos USP

Professora: Izabel Machado Outubro de 2009

Introdução3

Descrição do ensaio de dureza (procedimento da norma ASTM E 18)3

Descrição do ensaio de dureza realizado em aula4

Curva de ensaio Jominy4

Introdução sobre material analisado (alumínio)5

Dificuldades encontradas na medição do material ensaiado6

Resultados obtidos e análise6

Conclusões e considerações finais6

Dispositivo para o ensaio de dureza Rockwell

1 – Introdução

A dureza é a medida da resistência de um material a deformações plásticas localizadas. Frequentemente, ela é um bom indicador das propriedades de tração e desgaste dos materiais. Nesse projeto 1, a análise da dureza foi feita com o objetivo de se obter as propriedades do material para ver se ele pode ser usado nas aplicações de engenharia.

Diversos ensaios podem ser feitos para analisar a dureza de um determinado material, entre as principais estão os ensaios de dureza Brinell, Vickers e Rockwell. Eles são bastante realizados pois são ensaios baratos, são de fácil realização, são não destrutíveis, o corpo de prova é pouco deformado e através do ensaio podem-se determinar outras propriedades do material como limite de resistência a tração.

Um ensaio desses consiste basicamente em fazer um determinado material com elevada dureza realizar uma pequena deformação no corpo de prova e através da análise da profundidade de penetração ou da dimensão da impressão obter o índice de dureza do material testado (este que é tabelado para cada tipo de ensaio).

Nas aulas de laboratório de PMR2202 foi-se feito um ensaio de dureza similar ao ensaio de dureza Rockwell. Teve que se realizar um ensaio ligeiramente diferente pois os corpos de prova eram muito finos.

2 – Descrição do ensaio de dureza (procedimento da norma ASTM E 18)

Esse tipo de ensaio é um dos mais utilizados pelo fato de ser barato e simples, e através dele, poder-se medir a dureza de todo tipo de material, desde os mais moles aos mais duros. Utiliza-se nesse ensaio um penetrador que pode ser bolas de aço esféricas ou diamante em formato cônico. As etapas do processo são:

• As pré-condições do ensaio são: realização do ensaio a temperatura ambiente (entre 10 a 35oC), ensaio sem vibrações e as perfurações no corpo de prova devem ser feitas a uma distância das arestas e do centro de outros furos de três vezes o diâmetro das impressões;

• Primeiramente aproxima-se o corpo de prova do penetrador;

• Aplica-se a pré-carga, que serve para garantir um melhor contato entre o penetrador e a superfície do corpo de prova;

• O ponteiro central deverá indicar zero, caso não indique deve-se acertálo;

• Aciona-se uma alavanca que aplicará a uma velocidade constante uma outra carga superior a primeira;

• Retira-se a carga maior movendo manualmente a alavanca;

• Por fim, faz-se a leitura da dureza, que é feita diretamente no mostrador acoplado a máquina de ensaio, na escala apropriada (o fato da leitura da dureza ser feita diretamente na máquina é um dos fatores que tornam esse ensaio vantajoso). O valor lido é o valor de dureza Rockwell, que representa a profundidade decorrente da carga maior subtraída da profundidade decorrente da pré-carga e da recuperação elástica do material;

• Depois de se obter a dureza, gira-se a rosca para retirar a pré-carga de cima do corpo de prova para enfim poder retira o material da máquina.

3 – Descrição do ensaio de dureza realizado em aula

Na segunda aula de laboratório tivemos a realização do ensaio de dureza para o alumínio. De início, com o auxílio da professora realizamos o ensaio num outro corpo de prova. Após essa prática, o ensaio foi feito no corpo de prova de alumínio com dimensões 100x15 m. O ensaio foi realizado num dispositivo com diamante em formato cônico. As etapas do ensaio foram:

• Primeiramente aproximamos o corpo de prova do diamante;

• Ajustamos o ponteiro menor no 3 e o maior no zero, carregando, assim, uma pré-carga de 3kgf no material;

• Soltamos a alavanca que colocou, a uma velocidade constante, a carga de 31,25kgf;

• Após a estabilização do ponteiro, travamos a máquina e voltamos a alavanca para sua posição inicial;

• Observamos a dureza no medidor;

• Por fim, descarregamos a peça;

• O mesmo procedimento foi realizado mais quatro vezes.

4 – Curva de ensaio Jominy

O ensaio Jominy é o processo pelo qual se analisa a temperabilidade de um aço, entende-se como temperabilidade a capacidade de um aço de formar martensita, que é a sua fase dura e frágil, assim quanto maior a porcentagem de martensita maior a sua dureza. Esses ensaios são realizados pelas indústrias para analisar a qualidade dos aços comprados.

A norma ASTM A 255 estabelece que o ensaio seja feito aquecendo-se o aço até uma temperatura de 900oC por cerca de 30 minutos. Após esse tempo coloca-se o corpo de prova (o aço analisado) num equipamento que será o responsável por resfriá-lo. O equipamento utilizado é composto por um suporte que irá fixar a parte superior do aço e de um dispositivo que fica debaixo do corpo de prova e que irá jogar um jato de água na parte inferior do aço. Como conseqüência desse processo, tem-se um maior resfriamento da parte inferior, que irá decrescer conforme se aproxima da parte superior da peça. Depois disso se analisa a dureza do aço.

É de se esperar que a