PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

Engenharia Mecatrônica

Relatório 1 de Laboratório de Materiais de Construção mecânica

Ensaios de dureza Rockwell, Vickers, Brinell e Microdureza, ensaio de tração e

ensaio Jominy.

Mateus Felipe da S. Ferreira

Belo Horizonte

Outubro de 2011

1

SUMÁRIO:

Capítulo Página

Introdução 2

Ensaio de dureza Rockwell 3

Ensaio de dureza Vickers 9

Ensaio de dureza Brinell 15

Ensaio de Microdureza 21

Ensaio de tração 25

Ensaio Jominy 30

Referências bibliograficas 33

Anexo I – Ensaio de tração

Anexo II – Tabela de conversão de durezas

Anexo III – Tabela de conversão de unidades

2

Introdução:

No estudo de materiais, a dureza é uma propriedade característica de

cada material sólido. Isso expressa a sua resistência a deformações

permanentes e está diretamente relacionado com a estrutura atômica de cada

material.

A disciplina Materiais de Construção Mecânica tem o objetivo de

demonstrar quais são as características de cada material, como podemos

interferir de modo a modifica-las e assim, evoluir no estudo dos materiais.

Este trabalho demonstra os métodos até aqui estudados, tanto na parte

teórica, quanto na parte prática, servindo como aula guia.

3

Ensaio de Dureza Rockwell

Introdução:

Ensaio de Rockwell é o processo de medição de dureza mais utilizado

no mundo, pois ele permite avaliar a dureza de diversos metais desde os mais

moles, até os mais duros.

O modelo de Rockwell foi desenvolvido no início do século XX e para

isso, ele utilizou dos avançados de medições de dureza para criar seu modelo,

que diminui os erros de medição associado a quem está executando.

Este método demonstra uma facilidade de se detectar pequenas

diferenças de durezas e pequeno tamanho de impressão, também é fácil de ser

executado e podemos ter um resultado bem rápido.

Ensaio de dureza de Rockwell:

O ensaio de dureza Rockwell é normalizado pela ASTM E18 (Standard

methods for Rockwell hardness and Rockwell superficial hardness of metallic

materials) e a ISO 6508-1 (Metallic materials - Rockwell hardness test - Part 1:

Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)).

O modelo de Rockwell consiste em aplicar cargas por etapas para

garantirmos que o contato do penetrador com o corpo de prova seja firme até

que por final, seja aplicada a carga total do teste.

Através da combinação de tipos de penetradores e cargas aplicadas,

podemos realizar vários tipos de ensaio.

Os penetradores utilizados podem ser esféricos ou cônicos:

Esféricos: são de aço endurecidos (temperados), com diâmetros

de 1/16”, 1/8”, 1/4”e 1/2”;

Cônico: possui um cone de diamante com 120º de conicidade;

4

A leitura do grau de dureza é feita num mostrador que existe no

equipamento de medição. Esse mostrador consiste de uma escala

predeterminada adequada à faixa de dureza do corpo de prova.

Quando utilizamos um penetrador cônico de diamante, fazemos a leitura

na escala externa do mostrador, que possui uma cor preta. E quando

utilizamos um penetrador cônico, fazemos a leitura na escala vermelha.

O valor indicado na escala é o valor da dureza Rockwell que

corresponde a profundidade alcançada pelo penetrador, levando em

consideração a recuperação plástica após a retirada da carga sobre o material

e também, a profundidade alcançada durante a aplicação da pré-carga.

O equipamento utilizado para medição:

O equipamento utilizado para a medição da dureza Rockwell é o

Durômetro, ou Durômetro 2 em nosso laboratório. Existem dois tipos de

Durômetro, um padrão, que é indicado para qualquer medição, e um

superficial, que é indicado para medições de chapas, laminas e afins. Eles se

diferem apenas pela precisão de seus componentes.

Representação de dureza Rockwell:

O número de dureza Rockwell vem seguido de HR, com um sufixo

indicando a escala utilizada. Vamos tomar o resultado 64HRC como exemplo:

64 é o valor da dureza obtido no ensaio;

HR indica que é um ensaio de dureza Rockwell;

C indica qual a escala empregada.

5

Abaixo temos as tabelas que indicam as possíveis escalas para

Rockwell Normal e Superficial.

(Tabela Escala de Dureza Rockwell Normal e aplicações

Fonte: http://www.distribuidorots.com.br/ots/downloads/Ensaio%20de%20dureza.pdf)

6

(Tabela Escala de Dureza Rockwell Superficial e aplicações

Fonte: http://www.distribuidorots.com.br/ots/downloads/Ensaio%20de%20dureza.pdf)

Profundidade de penetração:

O corpo de prova deve possuir uma espessura 17 vezes maior que a

profundidade de penetração, pois isto é importante para definir a dureza do

material.

Porém, não existem meios de definir a profundidade alcançada pelo

penetrador, mas é possível obter este valor a partir da dureza indicada na

escala da máquina de ensaio, utilizando as seguintes fórmulas:

Penetrador de diamanta:

o HR normal: P = 0,002 x (100 - HR)

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

Penetrador esférico:

o HR normal: P = 0,002 x (130 - HR)

o HR superficial: P = 0,001 x (100 - HR)

Sendo o HR o valor da dureza.

7

Procedimento de ensaio:

Equipamento: Durômetro 2

Método: Rockwell C Tipo de penetrador: Cone de Diamante

Corpo de prova: Aço 1045 (Cementado [Corpo 1] e não cementado [Corpo 2])

o Selecionar o suporte para o corpo de prova;

o Selecionar a carga aplicada;

o Posicionar o corpo de prova (girando a base de onde ele está apoiado

em um local que esteja devidamente retificado);

o Aplicar a carga (utilizando a alavanca);

o Aguardar 10 segundos;

o Fazer a leitura da escala;

o Remover a carga;

Resultados obtidos:

Carga aplicada (Kgf) Corpo 1 Corpo 2:

150 22HRC 53HRC

150 20HRC 52HRC

150 20HRC 54HRC

Analise de resultados:

É uma técnica simples, não destrutiva e através dela podemos

determinar algumas propriedades mecânicas.

Vale ressaltar que os resultados obtidos utilizando tabelas diferentes não

devem ser comparados, pois não existe uma relação entre ambos. Somente

ensaios realizados com a mesma ferramenta e carga devem ser comparados.

8

Dureza Vickers

Introdução:

O método de Rockwell tem suas limitações, tal como valores

intermediários entre as tabelas, o que era um problema. Com isso foi criado o

método Vickers em 1925, que cria uma relação entre o diâmetro da esfera

penetrante e o diâmetro da calota esférica obtida. Com ele podemos variar a

esfera penetrante para medir qualquer valor de dureza, desde matérias mais

moles, até os materiais mais duros.

Este método foi desenvolvido por Smith e Sandland e tem este nome

porque a empresa que fabricava máquinas para operar com este método

chamava-se Vickers-Armstrong.

Ensaio de dureza Vickers:

Ensaio de dureza Vickers é normalizado pela ASTM E92 (Standard Test

Method for Vickers Hardness of Metallic Materials)

Para o ensaio de dureza Vickers, analisamos a resistência que o

material oferece a um penetrador padrão, com uma determinada carga

aplicada.

O penetrador consiste de uma pirâmide de diamante, com base

quadrada e ângulo de 136º entre as faces.

(Imagem: Penetrador Vickers, fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza_Vickers)

9

As impressões provocadas pelo penetrador possuem similaridade

geométrica, independente da carga aplicada.

(fonte: http://www.globalst.com.br/bvg/en_mec/13.pdf)

Após aplicarmos a carga, medimos as duas diagonais das impressões

(d1 e d2) através do microscópio que existe no equipamento.

(fonte: http://www.globalst.com.br/bvg/en_mec/13.pdf)

O valor da dureza Vickers é o quociente da Carga aplicada pela área da

pirâmide.

HV = F / A

E conhecendo as diagonais, conseguimos calcular a área das pirâmides

de base quadrada, através da fórmula:

A = d2 / [2 sen (136º/2) ]

10

Juntando as duas equações:

HV = F / [d2 / (2 sem 68º) ]

Simplificando:

HV = 1,8544 F / d2

Sendo d = (d1 + d2) / 2

A equação final é:

HV = 1,8544 F / [ (d1 + d2) / 2 ]2

As cargas neste ensaio podem varias entre:

49N e 980N para ensaios de carga “normal”;

1,46N a 49N para ensaios de carga “pequena”;

0,0098N a 1,96N para ensaios de “microcarga”.

O equipamento utilizado para medição:

O equipamento utilizado para a medição da dureza Vickers é o

Durômetro, ou Durômetro 3 em nosso laboratório.

(Imagem: Durômetro para dureza Brinell e Vickers

fonte: http://www.ufjf.br/lrm/infra-estrutura/)

11

Representação do resultado:

Representamos a dureza Vickers colocando primeiro o valor calculado

através da medição das diagonais em seguida HV, mais o valor da carga

aplicado.

Exemplo: 440 HV 30

440 é o valor calculado de dureza;

HV indica que foi utilizado Dureza Vickers;

30 é o valor da carga aplicado em Kgf.

Cargas aplicadas:

Neste método, podemos utilizar qualquer carga para medir a dureza de

um material, pois as impressões são proporcionais à carga aplicada.

Por questões de padronização, são preferencialmente utilizadas cargas

de 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100 e 120 Kgf.

Para cargas elevadas, acima de 120Kfg, pode-se usar um penetrador

esférico de aço temperado de 1 ou 2mm de diâmetro, porém este acaba sendo

um ensaio Brinell.

Defeitos de impressão:

Uma impressão perfeita deve conter os lados da base do triângulo retos,

porém, devido ao afundamento ou aderência do metal em volta das faces do

penetrador podemos encontrar imperfeições.

(Imagem: Defeitos de impressão, fonte: http://www.globalst.com.br/bvg/en_mec/13.pdf)

12

Quando estes defeitos são encontrados, temos uma variação da área

real da impressão. Sendo que na impressão com afundamento, teremos uma

dureza maior que a real, e no caso de aderência, uma dureza menor que a

real.

Podemos corrigir estes defeitos alterando o valor da carga aplicada e

também, talvez seja necessário a troca da ferramenta penetrante.

Procedimento de ensaio:

Equipamento: Durômetro 3

Método: Vickers Tipo de penetrador: Pirâmide de Diamante com

base quadrada Corpo de prova: Alumínio (Corpo 1), Latão

(Corpo 2) e Cobre (Corpo 3)

o Selecionar os corpos de prova, devidamente retificados em uma

face;

o Selecionar a área de atuação do penetrador utilizando o

microscópio do equipamento;

o Acionar a ferramenta (pressionando o botão preto na parte

debaixo do equipamento);

o Aguardar a alavanca subir, e quando ela ficar imóvel, esperar 30

segundos para desativar o equipamento;

o Puxar a alavanca para baixo para desativar.

o Realizar a medição utilizando o microscópio do equipamento

movendo as escalas.

Resultados obtidos:

Alumínio Latão Cobre

Carga (N) 49 d1 0,286 0,297 0,341

d2 0,284 0,295 0,338 d médio: 0,285 0,296 0,340

Dureza HV: 114,2 HV 49 106,6 HV 49 80,2 HV 49

Analise de resultados:

Não é necessário ficar realizando as contas, pois existem tabelas que

relacionam a carga aplicada com o valor da diagonal encontrada. E como

utilizamos uma carga de 49N, tiramos o resultado da tabela HV5.

13

(Tabela retirada de: http://www.bsmetalurgica.com.br/ws/files/dureza-de-corpos-

sinterizados.pdf)

14

Ensaio de dureza Brinell

Introdução:

O ensaio de dureza Brinel foi desenvolvido em 1900 pelo engenheiro

sueco Johan August Brinell. Este foi o primeiro ensaio de dureza normatizado e

amplamente utilizado na engenharia e metalurgia.

Ele foi amplamente aceito por existir uma relação entre os valores

obtidos no ensaio e os resultados de resistência a tração.

Os ensaios de dureza demonstram a resistência do material à

deformação plástica. É um teste simples típico que consiste de um penetrador

de formato esférico e uma carga aplicada.

O ensaio de dureza Brinell:

O ensaio de dureza Brinell é normatizado pela ASTM E10 (Standard

Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials) e consiste de um

penetrador esférico, de aço endurecido ou de tungstênio, uma carga definida e

um corpo de prova.

(Imagem: Ensaio Brinell e Durômetro para ensaio de dureza Brinell, fonte:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza_Brinell e http://www.ufjf.br/lrm/infra-estrutura/)

A carga é aplicada sobre o penetrador e o corpo de prova, em um

intervalo de tempo definido, e em uma superfície plana e polida do corpo de

15

prova, para evitar imperfeições na medição. Então é verificado a impressão da

superfície causa pelo penetrador no corpo de prova.

A dureza Brinell é definida como a carga aplicada dividida pela área

superficial da marca gerada na superfície do corpo de prova.

HB = carga (Kgf) / área da impressão

(Imagem: Fig 01, fonte: http://www.mspc.eng.br/ciemat/ensaio120.shtml)

Sendo:

P o valor da carga aplicada em Kgf;

D o diâmetro da esfera;

d o comprimento máximo causado pela impressão.

Para garantir a precisão, d deve ser medido em duas direções sendo d1

e d2 e calculado uma média dos dois.

d = (d1 + d2) / 2

Existe também uma relação que define a dureza dos metais com a

utilização de esferas penetradoras diferentes.

P1 / D1 = P2 / D2 = P3 / D3

O equipamento utilizado para medição:

Para medir dureza Brinell, utilizamos o mesmo equipamento de dureza

Vickers, o Durômetro, no caso de nosso laboratório, Durômetro 3.

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Representação de dureza Brinell:

O valor calculado através de medições pelo modelo de dureza Brinell,

deve ser seguido de HB em seguida, o diâmetro da esfera, a carga aplicada e o

tempo de aplicação.

Existem tabelas que relacionam a carga aplicada com o diâmetro da

impressão no corpo de prova, como segue a seguir.

(Tabela: Dureza Brinell em função do diâmetro da impressã0, fonte:

http://www.globalst.com.br/bvg/en_mec/11.pdf)

Esta é uma das possíveis tabelas encontradas para dureza Brinell, basta

olhar o diâmetro da impressão e cruzar com a carga aplicada. O valor

encontrado será a dureza Brinell que é representada da seguinte forma:

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Exemplo:

85 HB 10 / 1000 / 30

85 é o valor da dureza;

HB significa que foi utilizado o modelo de Brinell;

10 é o diâmetro da esfera (10mm);

1000 é a carga aplicada de 1000Kgf;

30 é o tempo de aplicação da carga, 30 segundos.

Curiosidade:

A unidade Kfg/mm2 deveria ser exibida

após o HB, porém, a distribuição das forças

na impressão não é constante, logo a

unidade pode ser omitida.

18

Selecionando a carga:

Para padronizar o ensaio, foram fixados valores para aplicação de

cargas, tal como mostra a tabela abaixo.

(Tabela: Dureza do materiais)

Procedimento de ensaio:

Equipamento: Durômetro 3 Método: Brinell

Tipo de penetrador: Esfera de Diamante

Corpo de prova: Alumínio (Corpo 1) e latão (Corpo 2)

o Selecionar os corpos de prova, devidamente retificados em uma

face;

o Selecionar a área de atuação do penetrador utilizando o

microscópio do equipamento;

o Acionar a ferramenta (pressionando o botão preto na parte

debaixo do equipamento);

o Aguardar a alavanca subir, e quando ela ficar imóvel, esperar 30

segundos para desativar o equipamento;

o Puxar a alavanca para baixo para desativar.

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o Realizar a medição utilizando o microscópio do equipamento

movendo as escalas.

Resultados obtidos:

Carga aplicada (Kgf) Corpo 1 Corpo 2:

31,25 95,5 HB 2,5 / 31,25 / 15 104 HB 2,5 / 31,25 / 15

Analise de resultados:

É uma técnica simples, que pode ser destrutiva dependendo do tamanho

da impressão causada no material.

Os resultados encontrados foram retirados de uma tabela que vem

juntamente com o equipamento utilizado o que facilita nos testes.

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Ensaio de Microdureza

A microdureza é a medida da dureza de formações microscópicas. Este

tipo de teste é utilizado quando temos apenas uma seção do corpo de prova,

tal como a análise da camada cementada de uma amostra.

Com ele, podemos definir o perfil de variação de dureza em relação à

distância na amostra, e com isso podemos traçar suas propriedades

mecânicas.

O ensaio de Microdureza:

O ensaio de microdureza está relacionado a cargas pequenas, abaixo de

10Kgf, aplicadas através de um penetrador no equipamento de microdureza.

Pode-se utilizar penetradores do tipo Knoop e ou Vickers, ambos sendo

piramidais de base quadrada.

A microdureza Vickers envolve o mesmo procedimento

prático que o ensaio Vickers, só que utiliza cargas menores que 1

kgf.

A microdureza Knoop foi desenvolvida por F. Knoop, nos

Estados Unidos e, sua diferença em relação à Vickers, está na

pirâmide do penetrador que é alongada.

O procedimento de teste é semelhante ao teste Padrão Vickers, exceto

que é feito em escala microscópica, com instrumentos mais precisos.

(Imagem: Impressão de microdureza, fonte: http://mecanica-blog.blogspot.com/2010/05/dureza-

vickers-hv-1925.html)

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Abaixo temos uma ilustração demonstrando a diferença dos

penetradores Knoop e Vickers.

(Imagem: Pirâmide Knoop e Impressão do endentador Vickers, fonte:

http://java.cimm.com.br/cimm/construtordepaginas/htm/3_24_7430.htm)

O número da dureza Vickers é a razão entre a carga aplicada e a área

da impressão:

HV = F / A

O número de dureza Knoop assim como Vickers, é a razão entre a carga

aplicada e a área da impressão:

KNH = F / A = F / CL²

Onde:

F é carga aplicada;

A é a área da impressão;

L é o comprimento medido da diagonal maior da impressão;

C é uma constante do endentador = 0,07028.

22

Comparando teste Vickers e Knoop:

O teste Knoop é normatizado pela ASTM D1474 (Standard Test Methods for

Indentation Hardness of Organic Coatings), e o teste Vickers é normatizado

pela ASTM E92.

A pirâmide Vickers, penetra aproximadamente o dobro da profundidade

da pirâmide Knoop;

A diagonal da impressão Vickers é aproximadamente 1/3 do

comprimento maior da diagonal Knoop;

O teste Vickers é menos sensível às condições da superfície do que o

teste Knoop;

O teste Vickers é mais sensível a erros que o teste Knoop;

Vickers é bom para pequenas áreas curvas;

Knoop é melhor para pequenas área alongadas;

Knoop é bom para materiais frágeis, muito duros e seções muito finas.

(Imagem: Medidor de microdureza, fonte:

http://www.nei.com.br/produto/2009/07/medidor+de+microdureza+quality+control+indl+tecnica+

ltda.html)

Preparação de amostras:

A amostra a ser analisada normalmente é uma seção transversão de um

corpo de prova, deve possuir sua superfície devidamente lixada ou polida e

para facilitar, estar fixada em um meio que pode ser baquelite.

(Imagem: Embutimento a quente para metalografia, fonte:

http://www.hansenic.com.br/consuniveis.htm)

23

Representando a microdureza:

Os números de dureza Knoop e Vickers são designados por HK e HV

respectivamente e as escalas de dureza para ambos são aproximadamente

equivalentes.

Procedimento de ensaio:

Equipamento: Microdureza Método: Microdureza Vickers

Tipo de penetrador: Pirâmide de Diamante

Selecionar a carga, através de molas, no equipamento (depende da

profundidade e do material);

Colocar o material com a baquelite no equipamento;

Ajustar o foco do microscópio;

Mudar do microscópio para o penetrador;

Aplicar a carga, girando a alavanca abaixo da amostra;

Aguardar 30 segundos após estabilizar;

Retirar a carga e voltar o microscópio para medir as diagonais;

Deslocar uma determinada distância e realizar outra medição.

Resultados encontrados:

Distância (µm) Diagonal (µm) HV

0,25 47,2 416

0,50 47,2 416

0,75 46,3 433

1,25 46,2 434

1,75 49,1 385

2,25 54,2 316

3,25 62,3 239

4,25 60,0 258

5,25 62,7 236

6,25 62,3 239

7,25 63,2 233

Analise de resultados:

Os resultados encontrados, mostram que, quando mais nos afastamos

da superfície do corpo cementado, menor é a sua dureza, logo podemos

perceber uma aplicação do teste de microdureza.

24

Ensaio de tração

Introdução:

O ensaio de tração consiste em aplicar uma carga uniaxial e constante

para deformar um corpo de prova, de onde podemos verificar algumas

propriedades mecânicas deste material.

Com este ensaio podemos verificar o comportamento elástico do corpo

de prova, o seu limite de escoamento, a carga máxima suportada, o momento

de fratura dentre outras propriedades.

O ensaio de tração:

O ensaio de tração é realizado em corpo de prova padrão, normalizado

pela NBR 6152, normalmente circular, podendo também ser de outras formas

geométricas. O corpo de prova possui diâmetro de 12,8mm, e sua seção

lateral, deve possuir pelo menos quatro vezes o seu diâmetro.

A máquina de ensaio de tração é projetada para alongar o corpo de

prova a uma taxa constante, e também exibir os resultados em forma de

gráfico, relacionando a deformação com a carga aplicada, como segue um

exemplo abaixo.

A máquina fixa o corpo em 2 pontos, e promove o alongamento dele

através da aplicação de uma tensão que corresponde à força dividida pela área

da seção sobre a qual ela está aplicada.

(Figura: Corpos de prova)

σ = P / S0

Durante a deformação elástica, o corpo de prova atende a lei de Hooke,

onde temos que:

σ = E . ε

25

sendo:

ε = ( l – l0 ) / l0

onde: l é o comprimento final para a carga P aplicada

l0 é o comprimento inicial da seção;

Acima de uma certa tensão, os matériais começam a se deformar

plasticamente (deformação permanente). Este ponto tem o nome de limite de

escoamento.

A deformação pode continuar até o limite de resistência a tração.

Quando chega neste ponto, podemos notar a carga máxima suportada pelo

corpo de prova e a partir dele, surge alguma trinca, o que pode levar a ruptura

do corpo.

(Figura: Gráfico tensão – deformação. Fonte:

http://www.urisan.tche.br/~lemm/arquivos/ensaios_mecanicos.pdf)

Ruptura do corpo de prova:

A ruptura, acontece após a carga máxima ter sido aplicada, e

normalmente, a carga de ruptura pode ser inferior a carga máxima.

O processo de deformação acontece quando o corpo tende a se alongar

no sentido paralelo e oposto a aplicação da carga, e isso causa estreitamento

no eixo perpendicular a ação da força.

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(Figura: Célula de carga. Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o)

(Figura: Fratura dúctil. Fonte:

http://www.urisan.tche.br/~lemm/arquivos/ensaios_mecanicos.pdf)

Na figura acima podemos perceber que em b, acontece o limite de

resistência a tração, onde acontece uma trinca, que leva a ruptura do corpo, e

em e, a ruptura total.

Os metais tem como característica a rápida propagação trincas, sem que

seja necessário uma deformação macroscópica.

O equipamento para o ensaio de tração:

O ensaio de tração é realizado em uma máquina chama Universal que

tem este nome por permitir que vários tipos de ensaios sejam realizados.

Em nosso laboratório utilizamos uma PANTEC ATMI que está ligada a

um computador e pode gerar um relatório sobre o ensaio que está em anexo a

este trabalho.

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(Figura: PANTEC ATMI)

Preparação do corpo de prova:

O corpo de prova é padronizado como já foi dito, e abaixo segue uma

ilustração representando-o:

Procedimento de ensaio:

Equipamento: PANTEC ATMI

Método: Ensaio de tração Corpo de prova: Aço 120 laminado cilíndrico

(Corpo 1)

Realizar as medidas de D0 e l0 (diâmetro e comprimento

iniciais)

Deslocar a parte móvel do equipamento para inserir o corpo

de prova (utilizando os botões de interface);

Para receber os dados, utilizar o software de PANTEC,

criando um novo arquivo, e fazendo as configurações iniciais;

Liberar o software pare receber os dados;

Acionar a máquina de tração (girando a válvula preta de

interface para liberar o oleo e tracionar o equipamento);

Quando acontecer a ruptura, girar a válvula no sentido

contrário para cortar o fornecimento de óleo do equipamento;

Realizar as medidas de D e l (diâmetro e comprimento final);

28

Analise de resultados:

O Anexo I corresponde ao resultado obtido.

Devemos levar em consideração que a fixação do corpo de

prova e sua forma geometrica são fatores que podem modificar os

resultados encontrados.

29

Ensaio Jominy

Introdução:

O ensaio Jominy é utilizado na metalurgia para avaliar a temperabilidade

dos materiais, ou seja, a capacidade de se obter martensita por tratamento

térmico de têmpera.

O ensaio Jominy:

O ensaio de Jominy é normatizado pela ASTM A255 e pela NBR 6339.

Ele é realizado em um corpo de prova com uma polegada de diâmetro e quatro

polegadas de comprimento.

O corpo é aquecido em um forno por um tempo e temperatura

normatizados em seguida, é colocado em um recipiente que irá bombear água

com um fluxo controlado em uma de suas faces. Isso faz com que a face que

tenha contato com a água transforme sua estrutura para martensita e a parte

que tem menos contato com a água formará ferrita, perlita dentre outros.

O aquecimento do forno deve ser acima da temperatura crítica de

austenitização (normalmente até 900ºC para aços comerciais) e mantido por

um tempo para a estabilização da estrutura formada (cerca de 30 minutos).

O jato de água deve possuir aproximadamente dez milímetros de

diâmetro, colocado pouco abaixo da base do corpo de prova. Ele deve ser

regulado, com pressão constante equivalente a uma altura livre de 65

milímetros.

(Figura: Esquematização gráfica do dispositivo Jominy)

30

Após ser resfriado, o corpo de prova, deverá passar por um processo de

retificação fazendo uma espécie de chanfro lateral, onde deve ser feita varias

medidas de dureza variando-se a distancia em relação à face que estava em

contato com a água. A variação da distância deve ser de 1,6mm e a dureza é

medida pelo método de Rockwell C.

O resultado obtido, é representado abaixo:

(Figura: Variação da dureza ao longo do corpo de prova)

Como podemos perceber a face que estava em contato com a água tem

um nível de dureza maior em relação a qualquer outro ponto do corpo de

prova.

O equipamento para o ensaio Jominy:

Para este ensaio, é utilizado um forno industrial que atinja temperaturas

elevadas, acima de 900ºC, uma ferramenta para transportar o corpo de prova

que estará em temperatura elevada, o dispositivo para ensaio Jominy, como

demonstrado em figura acima, e por fim, um Durômetro para fazer o teste de

dureza.

31

Curva dureza x distância:

A curva dureza x distância é normatizada, variando a distância de

medição em 1,6mm ao longo do eixo. Abaixo temos um gráfico de exemplo:

(Figura: Variação da dureza ao longo do comprimento)

Procedimento de ensaio:

Aquecer o corpo de prova no forno até 900 ºC;

Manter o corpo de prova no forno por 30 minutos para que estabilize a

estrutura (austenita);

Preparar o dispositivo para resfriar o corpo de prova (ligar a bomba e

verificar se o fluxo está correto);

Acionar o dispositivo de resfriamento;

Retirar o corpo de prova do forno utilizando uma chave “turquesa”;

Colocar o corpo de prova no dispositivo de resfriamento;

Aguardar o corpo de prova resfriar;

Fazer um chanfro achatado de 0,4mm de profundidade ao longo do

comprimento do eixo;

Realizar o ensaio Rockwell C no chanfro feito, a cada 1,6mm;

Construir a curva relacionando dureza e distância do corpo de prova.

32

Bibliografia:

Dureza Rockwell, disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza_Rockwell, acessado em

15 de outubro de 2011.

Dureza Rockwell, disponível em:

http://www.distribuidorots.com.br/ots/downloads/Ensaio%20de%20dureza.pdf, acessado em 15

de outubro de 2011.

FIGUEIRA FILHO, Domingos T. A.. DUREZA DE CORPOS SINTERIZADOS. Disponível em:

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