O Ensaio de Dureza

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Os métodos consistem em aplicar uma carga num pequeno penetrador esférico ou pontiagudo posicionado na superfície plana do material; o aparelho mede e indica a profundidade ou as dimensões da impressão produzida. As diferentes escalas dependem do tipo de penetrador (esférico, cônico, piramidal), da pré-carga e da carga principal aplicada.

Os ensaios de dureza realizados para este relatório foram os seguintes:

Ensaio de dureza Rockwell: O qual permite a determinação da dureza de praticamente todos os metais e ligas, desde que se utilize a escala Rockwell apropriada aos diferentes materiais.

Ensaio de dureza Brinell: Passou a ser largamente aceito e padronizado, devido à relação existente entre os valores obtidos no ensaio e os resultados de resistência à tração.

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivos gerais

Tem- se como objetivo, aprofundar os conhecimentos nos ensaios Brinell e Rockwell a partir dos procedimentos específicos destes respectivos ensaios, em corpos de prova, para obter resultados através da força aplicada e a área impressa no material, também observar o comportamento do material durante os ensaios.

2.2 Objetivos específicos

- Realizar medições no corpo de prova e em uma moeda, a fim de comparação.

- Aferir o diâmetro impresso no corpo de prova referente a tabela de dureza Brinell.

- Aferir o visor analógico da máquina durômetro para obter o resultado referente à Rockwell.

3. BIBLIOGRAFIA

3.1 Ensaio de dureza Brinell

O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço temperado, de diâmetro (D), sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga (F), durante um tempo (t), produzindo uma calota esférica de diâmetro (d) [1]. Essa compressão provocará uma impressão permanente no metal com o formato de uma calota esférica de diâmetro d, que é medido por um microscópio óptico. O valor do diâmetro d deve ser a média de duas leituras, uma perpendicular à outra. Este tipo de ensaio de dureza por penetração foi proposto por J. A. Brinell em 1900, sendo o tipo de ensaio mais usado na Engenharia até os dias atuais.

A dureza Brinell é representada pelas letras HB. Esta representação vem do inglês Hardness Brinell, que quer dizer dureza Brinell. A dureza Brinell (HB) é a relação entre a carga aplicada (F) e a área da calota esférica impressa no material ensaiado (Ac).

O ensaio de dureza Brinell é realizado mais constantemente em corpos de alumínio, latão e aço recozido. As cargas são aplicadas utilizando-se de um penetrador de aço temperado em forma esférica [1].

Figura 1- Ensaio de dureza Brinell

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3.2 Ensaio de dureza Rockwell

Neste método, a carga do ensaio é aplicada em etapas, ou seja, primeiro se aplica uma pré-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 é feita diretamente num mostrador acoplado à máquina de ensaio, de acordo com uma escala predeterminada, adequada à faixa de dureza do material.

Os penetradores utilizados na máquina de ensaio de dureza Rockwell são do tipo esférico (esfera de aço temperado) ou cônico (cone de diamante com 120º de conicidade).

O valor indicado na escala do mostrador é o valor da dureza Rockwell. Este valor corresponde à profundidade alcançada pelo penetrador, subtraídas a recuperação elástica do material, após a retirada da carga maior, e a profundidade decorrente da aplicação da pré-carga. Em outras palavras: a profundidade da impressão produzida pela carga maior é a base de medida do ensaio Rockwell.

Figura 2 - Ensaio de dureza Rockwell[pic 6]

Equipamento para ensaio de dureza Rockwell

Pode-se realizar o ensaio de dureza Rockwell em dois tipos de máquinas, ambas com a mesma técnica de operação, que diferem apenas pela precisão de seus componentes. A máquina padrão mede a dureza Rockwell normal e é indicada para avaliação de dureza em geral. A máquina mais precisa mede a dureza Rockwell superficial, e é indicada para avaliação de dureza em folhas finas ou lâminas, ou camadas superficiais de materiais.

Na máquina Rockwell normalmente, cada divisão da escala equivale a 0,02 mm; na máquina Rockwell superficial, cada divisão equivale a 0,01 mm.

As escalas de dureza Rockwell foram determinadas em função do tipo de penetrador e do valor da carga maior. Nos ensaios de dureza Rockwell normal utiliza-se uma pré-carga de 10 kgf e a carga maior pode ser de 60, 100 ou 150 kgf.

Nos ensaios de dureza Rockwell superficial a pré-carga é de 3 kgf e a carga maior pode ser de 15, 30 ou 45 kgf. Estas escalas não têm relação entre si. Por isso, não faz sentido comparar a dureza de materiais submetidos a ensaio de dureza Rockwell utilizando escalas diferentes. Ou seja, um material ensaiado numa escala só pode ser comparado a outro material ensaiado na mesma escala [2].

Figura 3 – Equipamento de ensaio de dureza Rockwell

[pic 7]

4. METODOLOGIA

Primeiramente para realizar o ensaio de dureza Brinell e Rockwell, foram estudados em são sala de aula a teoria, para assim iniciar as práticas, pôr fim a realização deste relatório onde estão dispostos os materiais e equipamentos utilizados, e a seguir como foi realizado os ensaios de dureza.

4.1 Materiais utilizados

- Corpo de prova padrão

- Moeda no valor de R$1,00

- Moeda no valor de R$ 0,05

- Caneta permanente

4.2 Equipamento utilizado

- Durômetro RASN RS analógico

- Lupa Brinell

- Penetrador diamante esférico

4.3 Processo experimental