RELATRIO SOBRE A EXPERINCIA DA CRISTALIZAO DO SULFATO DE COBRE (CuSO4

RELATRIO SOBRE ENSAIOS DE DUREZA ROCKWELL1) OBJETIVOO relatrio tem como objetivo passar o conhecimento e demonstrar a importncia na mecnica sobre o ensaio de dureza nos materiais, utilizando o mtodo Rockwell.

2) INTRODUO

2.1) DurezaA dureza consiste numa medida da resistncia de um material a uma deformao plstica localizada. Para determinar a dureza, h vrias tcnicas sendo que nestas tcnicas um pequeno penetrador forado contra uma superfcie do material a ser testado. A partir desse resultado, mede-se a profundidade ou o tamanho da impresso relacionando a um nmero, ndice de dureza. Assim, quanto mais macio for o material, maior e mais profunda ser a impresso e menor ser o ndice.

Os valores da dureza so relativos, dependendo, assim, do tipo de tcnica utilizada. Os ensaios de dureza so realizados freqentemente, porque so simples e baratos, no destrutivos (o corpo de prova no fraturado e nem deformado drasticamente) e permitem determinar outras propriedades do material.

Ensaio de Dureza na mecnica , portanto a impresso de uma pequena marca feita na superfcie do material, com a ajuda de uma ponte de penetrao, que pode ser uma esfera de ao ou uma ponta de diamante. A dureza do material (metal) diretamente relacionada a marca deixada nesta superfcie e esta relacionada com a caracterstica da marca e da carga aplicada. Simbolicamente mencionando, em um ensaio de dureza simples, quanto menor for a marca, maior ser a dureza do material para uma mesma carga e vice versa.

Interesse do conhecimento da dureza (exemplos):

Conhecimento da resistncia ao desgaste;

Conhecimento aproximado da resistncia mecnica atravs do uso de tabelas de correlao;

Controle de qualidade de tratamentos trmicos;

Controle de qualidade em processos de conformao plstica e em processos de ligao.Existem diversos mtodos de se efetuar um ensaio de dureza, dentre eles so:

Risco (escala de dureza de MOHS);

Ressalto (mtodo SHORE);

Penetrao (BRINNEL, VICKERS, ROCKWELL).

2.2) Rockwell

Em 1922, Rockwell desenvolveu um mtodo de ensaio de dureza que utilizava um sistema de pr-carga. Este mtodo apresenta algumas vantagens em relao ao ensaio Brinell, pois permite avaliar a dureza de metais diversos, desde os mais moles at os mais duros. Entretanto, tambm tem limitaes, o que indica que est longe de ser a soluo tcnica ideal.

O ensaio Rockwell, que leva o nome do seu criador, hoje o processo mais utilizado no mundo inteiro, devido rapidez e facilidade de execuo, iseno de erros humanos, facilidade em detectar pequenas diferenas de durezas e pequeno tamanho da impresso.

Neste mtodo, a carga do ensaio aplicada em etapas, ou seja, primeiro se aplica uma pr-carga, para garantir um contato firme entre o penetrador e o material ensaiado, e depois aplica-se a carga do ensaio propriamente dita. A leitura do grau de dureza feita diretamente num mostrador acoplado mquina de ensaio, de acordo com uma escala predeterminada, adequada faixa de dureza do material.O teste de dureza Rockwell consiste em penetrar o material sob teste com um cone de diamante ou penetrador de esfera de ao endurecido. O penetrador pressionado contra a superfcie do corpo de prova com uma pr-carga F0, usualmente de 10kgf . Quando o equilbrio atingido, um dispositivo indicativo que segue os movimentos do penetrador e responde s variaes da profundidade de penetrao ajustado para a posio zero.Ainda com a pr-carga aplicada, uma segunda carga introduzida, aumentando a penetrao. Atingido novamente o equilbrio a carga removida, mantendo-se a pr-carga. A remoo da carga provoca uma recuperao parcial, reduzindo a profundidade da penetrao. O aumento permanente na profundidade da penetrao resultante da aplicao e remoo da carga usado para calcular o valor da dureza Rockwell.HR = E - eOnde, e = aumento permanente da profundidade de penetrao devido carga maior F1 medido em unidades de 0,002 mmE = constante que depende do formato do endentador: 100 para endentador de diamante, 130 para endentador de esfera de ao

HR = valor da dureza Rockwell

F0 = pr-carga em kgf

F1= carga em kgf

F = carga total em kgf

Escalas de dureza Rockwell

Existem vrias escalas de dureza Rockwell, estabelecidas de acordo com os tipos de material a testar. Abaixo so mostradas as caractersticas de cada uma das referidas escalas, para pr-carga Fo de 10 kgf.

FIGURA DO www.cimm.com.br

Vantagens e Desvantagens

As Vantagens do teste Rockwell incluem a medida direta do valor da dureza e a rapidez do teste. Alm disto, o teste no destrutivo, isto , em geral a pea pode ser utilizada depois da medida. Entre as desvantagens esto a multiplicidade de escalas no relacionadas e os possveis efeitos da mesa usada para suporte do corpo de prova (experimente colocar uma folha de papel fino sob um bloco de teste e observe o efeito na medio da dureza). Os testes de Vickers e Brinell no so sensveis a este efeito.Apesar de, teoricamente, para todas as cargas as durezas obtidas encontrarem-se dentro de uma mesma escala, na realidade cargas diferentes podem resultar em durezas diferentes, devido a possvel presena de heterogeneidades no material.Veja a figura abaixo uma melhor forma de exemplificar as escalas:

figura do livro Callister (pg. 159)

As durezas Brinell e Rockwell, so utilizadas para a medio de peas mais brutas, em geral, no necessria a preparao de corpos de prova, sendo apenas realizado um pequeno lixamento na superfcia a ser testada. Estes mtodos so apropriados para a utilizao em linhas de produo e oficinas. Informaes teis para a converso de dureza foram obtidas de modo experimental e podem ser vistas na ASTM E140 (Standard Hardness Conversion Tables for Metals). A tabela mostrada baixo no pode ser tomada como verdadeira para clculos de engenharia. A converso de resultados de dureza para valores de resistncia a trao no confivel, ocorrendo grandes variaes , em funo do tipo de ao e do tipo de tratamento trmico ao qual o ao foi submetido. Da mesma forma, resultados de dureza no levam em considerao possveis falhas microestruturais que, por exemplo, poderiam haver fragilizado o ao, resultando em valores totalmente fora da tabela.Como j informado anteriormente, no sistema Rockwell, a dureza obtida atravs da diferena entre a profundidade de penetrao resultante da aplicao de uma pequena carga, seguida por outra de maior intensidade.Os penetradores variam de acordo com que tipo de escala, precisa ser medida ou que tipo de material, ou dimenso que a pea a ser ensaiada tem.

Ao ensaiar uma pea na escala rockweel deve-se seguir os seguintes procedimentos:

O penetrador colocado em contato com a superfcie da pea;

Aplica-se uma carga inicial de 10 kgf;

Aplica-se uma carga maior conforme a escala adotada (A carga mantida at o ponteiro do mostrador da mquina parar);

A carga removida permitindo a recuperao elstica do material, sendo mantida a carga inicial de 10 kgf.

Recomendaes:

Ao medir a dureza de um material desconhecido, deve-se primeiro tentar uma escala mais alta para evitar a danificao do penetrador.

A primeira leitura do ensaio Rockwell deve-se ser desprezada, porque esta impresso serve para ajustar o penetrador na mquina.

Se a superfcie da amostra no for plana deve-se fazer uma correo no valor da dureza (existem tabelas para correo), porque a dureza Rockwell se baseia na profundidade e no na rea.

A espessura da amostra deve ser no mnimo 10p ou seja 10 vezes maior que a profundidade da impresso.

As impresses devem ser espaadas de no mnimo 3X o dimetro da impresso.

A distncia da borda deve ser no mnimo 2X o dimetro da impresso.

3) MATERIAIS UTILIZADOS- Peas em ao liga e Aluminio;

- Durmetro de medio de escala Rockweel, marca Mitutoyo conforme imagens abaixo:

4) PROCEDIMENTO1) Seguir os procedimentos de segurana: Se o material e o processo forem desconhecidos, deve-se primeiro tentar uma escala mais alta para evitar a danificao do penetrador.

Verificar a qual escala de dureza, ou seja, inicia-se com aplicao de uma carga de 150kgf e utilizando o penetrador tipo diamante Verificar se a pea a ser ensaiada est em condies adequadas para o ensaio (plano de apoio e plano de ensaio paralelo e sem imperfeies superficiais, exemplo, rugosidade alta, rebarbas, carepa do tratamento trmico, etc.)

Verificar atravs de um padro de dureza se o Durmetro est aferido;

2) Apoiar bem a pea na base de apoio do Durmetro;

3) Apoiar lentamente o penetrador na superfcie de ensaio;

4) Aplica-se uma carga inicial (pr-carga) de 10 kgf;

5) Aplica-se uma carga maior conforme a escala adotada ( A carga mantida at o ponteiro do mostrador da mquina parar);

6) Esperar aproximadamente 15 segundos;

7) Remover a carga permitindo a recuperao elstica do material, sendo mantida a carga inicial de 10 kgf.

5) RESULTADOSConforme tabela abaixo, foram realizadas trs medies em cada amostra com os seguintes resultados:Materiais1 Medio2 medio3 medio4 Medio Mdia

Ao Liga48,0 (escala C)48,0 (escala C)50,0 (escala C)46,5 (escala C)48,13 (escala C)

ALuminio55,0 (escala B)47,5 (escala B)72,0 (escala B)74,0 (escala B)62,13 (escala B)

Podemos afirmar que a amostra em ao liga encontra-se com a dureza de 48HRC, e a amostra de Aluminio com 62,13 HRB.6) CONCLUSOConclui-se que dureza a medida de profundidade ou do tamanho da resultante endentao que por sua vez relacionada ao nmero da dureza, ou seja, quanto mais macio o material, tanto maior e mais profunda a endentao e tanto menor o nmero ndice de dureza. Tambm durezas medidas so apenas relativas (em vez de absolutas), e uma ateno especial dever ser exercida ao se comparar valores determinados por diferentes tcnicas.Podemos definir pela analise dimensional em um Projetor de Perfil que o ao liga ensaiado possui maior resistncia a penetrao da ponta esfrica utilizada enquanto o aluminio resiste menos como esta descrito abaixo:

Analise dimensional das marcas do penetrador com ponta esfrica no aparelho de projeo ptica.

Materiais1 Medio

2 medio

Ao Liga1= 1,1942= 1,1051= 1,1822= 1,109

Aluminio1= 0,9552= 0,9841= 0,9482= 0,976

7) BIBLIOGRAFIASites:

Portal CIMMHTTP://www.cimm.com.br Materiais didticos

Wikipedia

http://www.wikipedia.org.br - palavra chave: DurezaLivros:

Livro Telecurso 2000 - Mecnica Ensaio de Materiais, editora Globo 1 edio de 10/2003Callister, William D., Cincia e Engenharia dos materiais, Editora LTC, So Paulo, Brasil. 2000

Souza, Srgio Augusto de; Ensaios Mecnicos em materiais metlicos,Editora Edgard Blucher Ltda, So Paulo, Brasil, 1974

Normas TcnicasASTM E 18-89a - Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials, 1989.

Amostra de Aluminio

Amostra de Ao Liga

Data: 07-09-2013Pgina 8/8

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