Ensaio de Compresso
DEFINIO:
Aplicao de uma carga compressiva em um CP;
Mede-se a distncia entre as placas de compresso e a carga aplicada
Muito empregado em materiais frgeis (FoFo, cermicos, aos ferramenta, ao rpido)
Dados quantitativos e utilizado parametrizar condies de processos de conformao
Sofre influncia: T, V, defeitos superficiais, microestrutura, geometria e ambiente
Resultados de ensaio so similares ao ensaio de trao;
MQUINA DE ENSAIO:
Aplica uma carga compressiva conhecida no CP Resultado do ensaio na forma de grficos
Carga (P) x Deslocamento (L).
P
P
h0h
D0
Dff
Mesa
PlacaMvel
Corpode prova
P
P
h0h fCorpode prova
Trinca e ruptura
CORPO DE PROVA:
geralmente barra cilndrica, mas pode ser aplicado
para qq. geometria (esforos normais e tangenciais);
comprimento l e dimetro 2R;
PROPRIEDADES OBTIDAS:
200c
D.
P.4
S
P
Tenso Convencional :
Tenso Real : 2r D.P.4
S
P
h.4
D.h.
4
D.2
0
20
h
h.DD 02
02como V = Vo
020
rh.D.
h.P.4
00
0
0c
h
h1
h
hh
h
h
h
hln
h
hln
h
dh 0h
0h 0r
Deformao Real :
O c
pT
Deformao
Tensode Trao
pC
T
CTensode Compresso
Lo
Lo
Lo
Lo
Lo
(e) Limite de Escoamento :
Quando no apresentar um patamar ntido, utiliza-se da conveno
de 0,2 % deformao
() Dilatao Transversal :
Equivale ao coeficiente de estrico na traoo
of
S
SS
(u) Limite de Resistncia Compresso :
Mxima tenso que pode suportar antes da fratura
PROCEDIMENTO DE ENSAIO:
Norma tcnica ASTM E 9 89
Fixao do c.p.
Relao ho/Do
Deformao do CP
CP preferencialmente cilndricos, mas pode-se utilizar retangulares
ou quadrados
Superfcie isenta de defeitos
Velocidade de ensaio da ordem de 0,005 mm/mm . min
Dados de relatrio:
identificao c.p.
geometria, dimenses e direo de laminao
velocidade
aspecto da Fratura
temperatura de ensaio
tipo de ensaio
INFORMAES ADICIONAIS:
0 3cm
Dilatao Transversal em Dcteis Distribuio da presso e tenso
DcteisFrgeis
Tipos de Fraturas
hoDo( )
% de Reduo da Altura
CargaAxial [N]
Relao ho/Do
Dcteis : 3 a 8
Frgeis : 2 a 3
Deformao (Trao)
Elstico
Elstico
Deformao (Compresso)
Tenso (Trao)
Tenso (Compresso)
Materiais Cristalinos
Deformao (Trao)
ElsticoDeformao (Compresso)
Tenso (Compresso)
Elstico
Tenso (Trao)
Elastmeros
Deformao (Trao)
Elstico
Deformao (Compresso)
Tenso (Compresso)
Elstico
Tenso (Trao)
Concreto
Madeira
0
80
60
40
20
0 20 40 60 80 100
% gua
Tenso de Rupturaem Compresso [MPa]
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70
Razo gua-Cimento
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Resistncia compresso [MPa]
Temperatura mdia da reao = 20 C
Corpos de prova cilindricos: 15 x 30 cm
Aps 1 dia
Aps 3 dias
Aps 7 dias
Aps 28 dias
Concreto
Ensaio de Dureza
DEFINIO:
Dureza a resistncia deformao permanente
Aplicao de uma carga na superfcie da pea com um penetrador padronizado
Caractersticas da marca de impresso (rea ou profundidade) e da
carga aplicada do a medida de dureza (no)
Pode ser feito em peas acabadas
Fornece dados quantitativos quanto a resistncia deformao
superficial
Amplamente utilizado na indstria de componentes mecnicos,
tratamentos trmicos, vidros e laminados
Sofre influncia: tratamentos superficiais, anisotropia, microestrutura,
ambiente, densidade de discordncias
d
D
P
Lateral
d
Impresso
Esfera de Ao (HBs) ou
Carbeto de Tungstnio (HBw)
(D = 10 mm)
t
P
LateralImpresso
Cone de Diamante
120o
Rockwell (A, C, D)
P (60 kgf, 150 kgf, 100 kgf)
Rockwell (B, F, G)
P (100 kgf, 60 kgf, 150 kgf)
t
P
LateralImpresso
Esfera de aoD = 1/16 - 1/8
P
Lateral Impresso
Pirmide de Diamante
d1d1
136o
Base quadrada
P
Lateral Impresso
Pirmide de Diamante l
b
t
l/b = 7,11
b/t = 4,00
TIPOS:
Dureza por Risco:
mais utilizados em minerais e pouco em metais
capacidade de um material riscar o outro
Dureza Mohs a mais conhecida:
escala de 10 minerais padres
(diamante, safira, topzio,
quartzo...........gesso, talco)
2
410K
Microdureza Bierbaum (K) : carga de 3 gf por
um diamante igual a um canto de cubo
[m]
Dureza por Rebote:
Queda livre de um mbolo com ponta padronizada
Valor de dureza proporcional energia de deformao consumida
e representada pela altura de rebote
Materiais mais dcteis apresentam menor valor de altura que frgeis
Mais conhecida a Dureza SHORE
barra de peso 2,5 N (0,250 kgf)
ponta arredondada de diamante colocada em um tudo
de vidro graduado de 0 a 140
altura padro de 256 mm
leitura realizada no momento de inverso do mbolo
leve e porttil
peas acabadas
condies adversas
0
140
35
70
105
R
Escala
Ponta deDiamante
Tubo de Vidro
Pea de Ensaio
Barra de Aode Massa 'm'
hoH
L
h0, L, m, R(Padronizados)
Dureza por Penetrao:
BRINELL (HB): proposto em 1900 ( 1o industrialmente )
esfera de ao temperado ou carboneto de tungstnio
dureza = P / S (expressa em termos )
Correlaciona a rea de impresso
Tabelas tcnicas de dureza ou frmula
Valor numrico seguido do smbolo HB
Esfera de ao HBs
Esfera de carboneto de tungstnio HBw
Tempo de aplicao da carga 10 a 15 s
Geralmente utiliza-se esfera D = 10 mm
Tb esferas de D = 5, 2.5, 2, 1 mm
Cargas e dimetros : relao P / D2 = cte
Pelos menos 2 leituras (90o)
Maioria dos materiais :
carga 29,42 kN (3000 kgf) dureza at 450 HB
Materiais mais moles :
carga 14,70 kN (1500 kgf) carga de 4,9 kN (500 kgf)
Materiais mais duros :
carga de 2,452 kN (250 kgf) dureza 450 e 650 HB
]N[P;
dDD.D.
P.2102,0HB
22
d
D
P
Lateral
d
Impresso
Esfera de Ao (HBs) ou
Carbeto de Tungstnio (HBw)
(D = 10 mm)
D
d
CP
EsferaP
CORPO DE PROVA:
Distncia entre centros de impresso
4d da calota para ferrosos;
6d da calota para outros materiais
Distncia da borda
2,5d da calota
Espessura mnima
10x a profundidade da calota
2,5 d 4 d 2,5 d
10 p
p
Para materiais com alto grau de encruamento, ocorre
amassamento das bordas
d < d
Para materiais com pequeno encruamento, ocorre aderncia
d > d
d real
d,
d real
,d
INFORMAES ADICIONAIS:
- Norma NBR 6394 (ABNT) ou ASTM E 10-93
- Pode ser considerado destrutivo
- Penetrador polido e isento de defeitos
- CP limpo, plano e bem fixado a mquina de dureza
- Indicado para microestrutura no uniforme (tamanho da impresso)
- No recomendado para peas que sofreram cementao
Smbolo Dimetro da Esfera
[mm]
0,102.P / D2 Fora P
Valor Nominal
HBs (HBw) 10 / 3000 10 30 29,42 kN
HBs (HBw) 10 / 1500 10 15 14,71 kN
HBs (HBw) 10 / 1000 10 10 9,807 kN
HBs (HBw) 10 / 500 10 5 4,903 kN
HBs (HBw) 10 / 250 10 2,5 2,452 kN
HBs (HBw) 10 / 125 10 1,25 1,226 kN
HBs (HBw) 10 / 100 10 1 980,7 N
HBs (HBw) 5 / 750 5 30 7,355 kN
HBs (HBw) 5 / 250 5 10 2,452 kN
HBs (HBw) 5 / 125 5 5 1,226 kN
HBs (HBw) 5 / 62,5 5 2,5 612,9 N
HBs (HBw) 5 / 31,25 5 1,25 306,5 N
HBs (HBw) 5 / 25 5 1 245,2 N
HBs (HBw) 2,5 / 187,5 2,5 30 1,839 kN
HBs (HBw) 2,5 / 62,5 2,5 10 612,9 N
HBs (HBw) 2,5 / 31,25 2,5 5 306,5 N
HBs (HBw) 2,5 / 15,62 2,5 2,5 153.2 N
HBs (HBw) 2,5 / 7,82 2,5 1,25 76,61 N
HBs (HBw) 2,5 / 6,25 2,5 1 61,29 N
HBs (HBw) 2 / 120 2 30 1,177 kN
HBs (HBw) 2 / 40 2 10 392,3 N
HBs (HBw) 2 / 20 2 5 196,1 N
HBs (HBw) 2 / 10 2 2,5 98,07 N
HBs (HBw) 2 / 5 2 1,25 49,03 N
HBs (HBw) 2 / 4 2 1 39,23 N
HBs (HBw) 1 / 30 1 30 294,2 N
HBs (HBw) 1 / 10 1 10 98,07 N
HBs (HBw) 1 / 5 1 5 49,03 N
HBs (HBw) 1 / 2,5 1 2,5 24,52 N
HBs (HBw) 1 / 1,25 1 1,25 12,26 N
HBs (HBw) 1 / 1 1 1 9,807 N
Correlao entre HB e limite de resistncia trao
.HBu
Ao carbono 3,60
Ao Cr, Ao Mn, Ao Cr Mn 3,50
Ao Ni, Ao Cr Ni, Ao Cr Mo 3,40
Ao carbono tratado termicamente 3,40
Ao liga tratado 3,30
Lato encruado 3,45
Cobre recozido 5,20
Alumnio e suas ligas 4,00
Devido ao tamanho da impresso, o nico aplicvel
para FoFo
No recomendado para materiais com tratamento
superficiais
[Mpa]
Microconstituintes Dureza Brinell -
HBFerrita 80
Perlita grosseira 240
Perlita fina 380
Martensita 595
ROCKWELL (HR): Indstria Rockwell 1922 ( mais utilizado )
Penetrador diamante cnico 120o esfera de ao
endurecido
Aplicao de pr-carga e carga
Utiliza a profundidade, e no a rea
Nmero seguido HR mais categoria
Dividida em comum ou superficial
Cargas de 10, 60, 100 e 150 kgf comum
Cargas de 3, 15, 30 e 45 kgf superficial
Dividida de acordo com as cargas e penetradores
t
P
LateralImpresso
Cone de Diamante
120o
Rockwell (A, C, D)
P (60 kgf, 150 kgf, 100 kgf)
Rockwell (B, F, G)
P (100 kgf, 60 kgf, 150 kgf)
t
P
LateralImpresso
Esfera de aoD = 1/16 - 1/8
ESCALA PENETRADOR CARGA [kgf] LEITURA NA
ESCALA
APLICAOES TPICAS
B Esfera 1,58 mm 100 vermelha FoFo(ferro fundido),aos no temperados
C Diamante (cone) 150 preta Ao temperado ou cementado
A Diamante (cone) 60 preta Metal duro, ao fundido/temperado/rpido
D Diamante (cone) 100 preta Ao fundido com reduzida espessura
E Esfera 3,175 mm 100 vermelha FoFo, ligas de alumnio e magnsio, metal duro
F Esfera 1,588 mm 60 vermelha Metais moles, ligas de cobre
G Esfera 1,588 mm 150 vermelha Bronze fsforo, ligas de berlio, FoFo malevel
H Esfera 3,175 mm 60 vermelha Alumnio, zinco, chumbo, abrasivos
K Esfera 3,175 mm 150 vermelha Metal duro e metais de baixa dureza
L Esfera 6,350 mm 60 vermelha Mesma Rockwell K , borracha e plsticos
M Esfera 6,350 mm 100 Vermelha Mesma Rockwell K e L, madeira e plsticos
P Esfera 6,350 mm 150 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plsticos
R Esfera 12,700 mm 60 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plsticos
S Esfera 12,700 mm 100 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plsticos
V Esfera 12,700 mm 150 Vermelha Mesma Rockwell K, L , M, P e R ou S
CARGA APLICADA
( kgf )
ESCALA N
Diamante
ESCALA T
Esfera 1,588 mm
ESCALA W
Esfera 3,175 mm
ESCALA X
Esfera 6,350
mm
ESCALA Y
Esfera 12,700 mm
15 15 N 15 T 15 W 15 X 15 Y
30 30 N 30 T 30 W 30 X 30 Y
45 45 N 45 T 45 W 45 X 45 Y
Determinao da profundidade de impresso:
Penetrador de diamante Comum p = (100 HR) . 0,002 [mm]Superficial p = (100 HR) . 0,001 [mm]
Penetrador esfrico Comum p = (130 HR) . 0,002 [mm]Superficial p = (100 HR) . 0,001 [mm]
Converso dureza Rockwell em dureza Brinell
(HB)D.
PC )(CHR 21
C1 e C2 so constantes tabeladas
p = p2-p1 (variao na profundidade);
p2 = profundidade de penetrao com a carga total; e
p1 = profundidade de penetrao com a carga inicial (pr-carga).
ESCALA ROCKWELL C1 C2 (1/mm)
B 130 500
C 100 500
A 100 500
D 100 500
E 130 500
F 130 500
G 130 500
15 N 100 1000
30 N 100 1000
45 N 100 1000
15 T 100 1000
30 T 100 1000
45 T 100 1000
INFORMAES ADICIONAIS:
Norma NBR 6671 (ABNT) ou ASTM E 18-94
Pode ser considerado destrutivo
Penetrador polido e isento de defeitos
Pr-carga de 3 s
Carga total de 1 a 8 s
C.P. limpo, plano e bem fixado a mquina de dureza
Distncia entre centros de 3x p e 2,5x p das bordas
Espessura do C.P. 10 x maior que a profundidade da impresso
No deve ocorrer impacto no momento da medida
Deve-se realizar o ensaio em materiais desconhecidos:
partindo de escalas mais altas para evitar
danos no penetrador,
seguido posteriormente, de escalas mais baixas
Vantagens: rapidez, exatido, materiais duros,
pequena impresso
VICKERS (HV): Industria Vickers-Armstrong 1925 (similar Brinell)
Penetrador pirmide diamante com ngulo de 136o
(similar ao ngulo da Brinell)
Correlaciona carga com a rea da impresso
Aplicveis em todos os materiais
Nmero seguido HV
Tabelas para converso em funo das diagonais
Dividida em comum ou superficial
cargas de 5 a 100 kgf (49 a 980 N) comum
cargas de 2 a 5 kgf (1,96 a 49 N) pequena
cargas de 0,001 a 2 kgf (0,0098 a 1,92 N) microdureza
Tambm conhecida como dureza de pirmide de
diamante
Aplicvel em materiais muito finos, pequenos e
irregulares
]N[P;d
P.189,0HV
21
P
Lateral Impresso
Pirmide de Diamante
d1d1
136o
Base quadrada
P = carga [N];
d = comprimento da diagonal [mm]
= 136.
Norma tcnica NBR 6672 (ABNT) ou ASTM E 92 82(92)
Fixao do CP
Impresses pequenas, ensaios na prpria pea
Escala nica de dureza
Qualquer espessura de CP
Cuidados especiais para microdureza
Dados de relatrio:
identificao c.p. dimenses e direo de laminao
tipo de ensaio e equipamento carga e penetrador
PROCEDIMENTO DE ENSAIO:
INFORMAES ADICIONAIS:
Relao entre dureza Vickers e p
Materiais Duros 2 a 3 pMateriais Metais 3 a 4 p
Material Dureza Vickers
(HV) [MPa]
Limite de Proporcionalidade
[MPa]
Diamante
Alumina
Carboneto de Tungstnio
Berilio
Ao
Cobre Recozido
Alumnio Recozido
Chumbo
84.000
20.000
21.000
13.000
2.100
470
220
60
54.100
11.300
7.000
7.000
700
150
60
16
MICRODUREZA
KNOOP (HK):
Penetrador de pirmide alongada de diamante
Relao das diagonais de 7:1
Profundidade 1/30 da diagonal maior
Valor deve ser multiplicado por 103
Materiais frgeis, vidro e camadas finas
Preparao cuidadosa da amostra
Recomendado polimento eletroltico
rea e profundidade menores que a Vickers
2l
P.2,14HK
P
Lateral Impresso
Pirmide de Diamante l
b
t
l/b = 7,11
b/t = 4,00
Impresso na
camada
cementada
Impresso na
camada no
cementada
100 m
P = carga aplicada [gf];
l = comprimento da diagonal maior [m];
Mtodo do Ensaio de Dureza Tipo da Ponta de Impresso Carga Aplicao
Brinell (HB)
Vickers (HV)
Rockwell
HRB, HRC, etc.
Microdureza
Vickers (HV)
Knoop (HK)
Esfera de ao
10, 5 e 1 mm
Esfera de carboneto de tungstnio
Pirmide de diamante, base
quadrada e 136
Cone de diamante - 120 ou Esfera
de ao dimetro d
Pirmide de diamante, base
quadrada e 136
Pirmide de diamante, base rmbica
(Razo 7:1)
Depende da razo P/D2
Acima de 3000 kgf para o ao
1 a 120 kgf
Maior que
60 a 150 kgf
e menor que 10 kgf
1 a 1000 gf
Componentes fundidos, forjados e
laminados;
Ferrosos e no-ferrosos, esfera de ao
para durezas da ordem de 450 HB e
esfera de carboneto de tungstnio para
durezas da ordem de 650 HB.
Todos os aos e ligas no ferrosas.
Materiais de alta dureza incluindo
carboneto de tungstnio e cermicos.
Ferrosos e no ferrosos, forjados e
fundidos
Camadas superficiais, folhas finas,
arames, fases microscpicas, zona
trmicamente afetada (ZTA) em soldas;
21d
161
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