Ensaios dos Materiais(Ensaio de dureza)

Prof. Christian Mariani

Ensaio de Dureza

Dureza é a propriedade mecânica cujo conceito se segue à resistência que um material, quando pressionado por outro ou por marcadores padronizados, apresenta ao risco ou à formação de uma marca permanente.

Relaciona-se assim um valor numérico à superfície deformada ou à profundidade. Esta relação baseia-se na tensão do penetrador para vencer a resistência do material.

Ensaio de Dureza

A dureza depende diretamente das forças de ligações atômicas do material;Os sólidos metálicos e iônicos são mais duros se comparados aos moleculares (plásticos);Diversos fatores podem variar a dureza de um metal (deformação plástica, tratamento térmico, tratamento superficial).

Ensaio de Dureza

Classificando as durezas tem-se:Dureza por risco;

Dureza por rebote;

Dureza por penetração.

Ensaio de Dureza

Dureza ao risco Pouco utilizado nos materiais metálicos;

Entre os ensaios o mais conhecido é a dureza Mohs, utilizando como padrão a dureza de dez minerais. Esta tem uma escala de 1 a 10;

Outro método é a dureza Bierbaum (K), onde mede-se a largura do risco em mícron ():

2

410K

Ensaio de Dureza

Dureza 1 - Talco

Dureza 2 - Gesso

Ensaio de Dureza

Dureza 3 - Calcita

Dureza 4 - Fluorita

Ensaio de Dureza

Dureza 5 - Apatita

Dureza 5 - Ortoclásio

Ensaio de Dureza

Dureza 7 - Quartzo

Dureza 8 - Topázio

Ensaio de Dureza

Dureza 9 - Córindom

Dureza 10 - Diamante

Ensaio de Dureza

Dureza por reboteÉ um ensaio dinâmico realizado pela queda livre de um êmbolo com ponta padronizada de diamante.

Destaca-se a dureza Shore. Barra de aço padronizada com 2,5N e ponta arredondada de diamante. Liberada a uma altura de 256 mm e pela inversão do movimento de queda mede-se a dureza.

Portátil e passível de ser utilizado em diversas situações até mesmo em altas temperaturas.

Ensaio de Dureza

Ensaio de Dureza

Dureza por penetraçãoOs tipos de ensaios mais comuns para os materiais metálicos são:

• Brinell (HB)• Rockwell (HR)• Vickers (HV)• Microdureza Knoop (HK)

Cada uma dessas durezas têm sua particularidade.

Ensaio de Dureza

Dureza BrinellFoi proposto por J. A. Brinell em 1900.

Consiste na aplicação de uma esfera carregada (de aço ou carboneto de tungstênio) na superfície de um metal. A dureza é o quociente da carga pela área, como em tensão.

22 dDDD

P2102,0HB

D – diâmetro da esfera

P – carga (N)

d – diâmetro da impressão

HB = 2 x P .

3,14 x D (D-(D²-d²)¹/ 2)

D – diâmetro da esfera (2,5 mm para durômetro HPO)

P – carga (Kgf)

d – diâmetro da impressão (milésimo de mm para durômetro HPO 250)

Ensaio de DurezaDureza Brinell

Ensaio de DurezaDureza Brinell

A norma é a NBR-6394 (ABNT);Devido a impressão o ensaio é tido como destrutivo;O penetrador deve ser polido e isento de defeitos e a superfície tem de estar limpa e deve ser plana;É o único indicado para estruturas internas não uniformes;Dificuldades em peças pequenas;Não adequado para peças com tratamentos superficiais;Para materiais de grande capacidade de encruamento pode haver erros de medição ( d’ < d), em materiais deformados a frio o contrário poderá acontecer (d’ > d).

Ensaio de Dureza

Dureza Brinell

A conversão de dureza em resistência é necessário em casos onde não se dispõe de máquinas de tração e vice-versa.

Existe uma constante experimental que correlaciona essas grandezas, como pode ser visto no diagrama ao lado.

Ensaio de Dureza

Dureza BrinellValores experimentais para a constante em alguns materiais

Material Constante

Aço carbono 3,60

Aço carbono tratado termicamente 3,40

Aço liga tratado termicamente 3,30

Latão encruado 3,45

Cobre recozido 5,20

Alumínio e sua ligas 4,00

Ensaio de Dureza

Dureza BrinellRelação entre microconstituintes e a dureza Brinell para aços carbono

Microconstituintes

Dureza Brinell - HB

Ferrita 80

Perlita grosseira 240

Perlita fina 380

Martensita 595