O Ensaio de Dureza

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do ensaio Brinell, os indentadores de menores dimensões, os quais podem ser esferas de aço ou pontas de diamante com 120º de ângulo, e as cargas aplicadas são mais baixas resultando em impressões de menores dimensões. Ainda, o valor de dureza do ensaio Rockwell é dado pela própria máquina que realiza a medição através do relógio marcador da mesma (vide figura 4), dispensando o uso de nenhuma formula.

Figura 4 – Marcador de durometro de bancada Rockwell HRA, HRB e HRC. (Fonte: https://cdn3.bigcommerce.com/s-j9r5cx/product_images/uploaded_images/7de9e6d13508169bd5be09c3b5597e8b.png – acessado em: 29/04/2017)

Na figura 5 se ilustra a operação de ensaio de dureza Rockwell, onde aplica-se uma carga inicial de 10kg, a qual causa uma penetração A que posiciona o indentador sobre o material. O indicador do relógio marcador vai até a marca zero, isto é, se adota a referencial inicial pela qual será realizada a medição da impressão e se aplica a carga adicional, a qual é de 50 ou 90 kg quando utilizado um indentador esférico de aço e de 140 kg quando se utiliza uma ponta de diamante.

Figura 5 –Sequencia de ensaio de dureza Rockwell(Adaptação: https://www.emcotest.com/fileadmin/_processed_/csm_Rockwell_Functional_Principle_6ffa9340a0.jpg – acessado em: 07/05/2017)

Na tabela a continuação enumera-se as aplicações usuais em processos industriais para medição de dureza Rockwell normal (tabela 1) onde utilizam-se as cargas anteriormente citadas ( precarga de 10kg e cargas de 60, 100 ou 150 kg) e dureza Rockwell superficial (tabela 2), onde a precarga é de 3 kg e a cargas variando entre 15, 30 e 45 kg.

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Tabela 1 –Escala de dureza Rockwell normal e respectivas aplicações (Fonte: http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/EngMec_NOTURNO/TM336/dureza%20rockwell.pdf– acessado em: 07/05/2017)

Tabela 2 –Escala de dureza Rockwell superficial e respectivas aplicações (Fonte: http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/EngMec_NOTURNO/TM336/dureza%20rockwell.pdf – acessado em: 07/05/2017)

Dureza Vickers

A determinação na dureza Vickers é parecida com a Brinell pois obtém-se através da relação da carga aplicada sobre a superfície gerada pela indentação na superfície do material ensaiado. No entretanto, a carga aplicada é relativamente baixa e se utiliza um indentador de diamante com geométria piramidal, conforme ilustrado na figura 6.

Figura 6 – Indentador utilizado no ensaio de dureza Vickers. (Fonte: http://www.calce.umd.edu/TSFA/images/image007.gif – acessado em: 08/05/2017)

Desta forma, o valor da dureza Vickers resulta da seguinte expressão:

Eq.4 HV=P8l22sen1362

Sendo que l2=d22 pode obter-se uma equação em função da diagonal d (vide dimensão na figura 6) a qual é expressa por:

Eq.5 HV=1,854Pd2

Da mesma forma é possível calcular a dureza Vickers a razão da profundidade h (vide dimensão na figura 6) pela seguinte expressão:

Eq.6 HV=P4h2tan⁡(1362)1+tan21362

Independente que o valor de dureza seja calculado através de h ou d, é necessária uma exatidão de 0,001mm e o valor de d será resultado da média de ambas diagonais.

Com relação às cargas, podem variar de 1 a 100 kg dependendo da espessura e qual tipo de material ensaiado. De forma geral, as máquinas possuem cargas predeterminadas por norma que usualmente são de 1,2,5,10,20,30,50,100 e 120kg, sendo as cargas de 30 e 50kg maiormente utilizadas. Por tanto, é necessário indicar qual carga foi utilizada no ensaio, por exemplo, HV50 é um valor de dureza Vickers quando utilizada uma carga de 50 kg.

Dureza por rebote

A medição da dureza por rebote consiste em quantificar a dureza elástica do material quando se golpeia com um objeto a superfície do material ensaiado. Dependendo da quantidade de energia absorvida, o objeto que impactará contra a superfície do material ensaiado apresentará um rebote maior ou menor. Quanto maior seja o rebote, o material tenderá ser mais resistente, ou seja, o material apresenta maior dureza e menor capacidade de absorção de energia.

A escala de dureza Shore é a mais utilizada neste tipo de ensaio e amplamente utilizado na indústria de polímeros e borrachas.

O ensaio de dureza Shore utiliza um equipamento chamado de escleroscopio (vide figura 7) do qual atualmente existem versões eletrônicas.

Figura 7 – Esclaroscopio de meados do século XX. (Fonte: http://b01.deliver.odai.yale.edu/73/bb/73bbc1f7-a40f-4e64-852c-4ec6addbac40/DSCF9611-med.jpg– acessado em: 08/05/2017)

Este tipo de ensaio de dureza por rebote consiste em deixar cair um indentador de aço para verificar o rebote.

Dureza de risco

Mas utilizado em estudos de minerais e na indústria de mineração, a dureza avaliada através pelo risco tem a escala Mohs como a mais importante. A escala de Mohs é uma relação de dez minerais classificados de menor a maior pela sua dureza.

Para isso, seu criador, o geólogo alemão Friedrich Mohs, escolheu dez minerais aos quais assignou um determinado valor equiparável a seu grau de dureza, estabelecendo assim uma escala crescente. No começo da escala, está o talco com o número 1 e no topo os diamantes como materiais mais duros, com o numero 10. Cada mineral risca o mineral com um numero inferior imediatamente inferior a ele e são riscados pelos minerais com maior numero.

Tabela 2 –Escala de Mohs (Fonte: http://www.heartjoia.com/1086-dureza-diamante-escala-mohs – acessado em: 08/05/2017)

ENSAIO DE DUREZA

Para conferir a variação da dureza ao longo da junta soldada, por realizado um ensaio de dureza por penetração através de sete medições entre a material base, ZTA e o material de aporte da solda para conseguir determinar a dureza