Ensaio de Dureza – EngeMat Soluções

O QUE É O ENSAIO DE DUREZA?

Técnicas quantitativas para determinação da dureza foram desenvolvidas ao longo dos anos, na qual um pequeno penetrador é forçado contra a superfície de um material a ser testado sob condições controladas de carga e taxa de aplicação. Faz-se a medida da profundidade ou do tamanho da impressão resultante, a qual por sua vez é relacionada a um número índice de dureza.”

PARA QUE SERVE O ENSAIO DE DUREZA?

“A dureza é uma medida da resistência de um material à uma deformação plástica localizada e é muito comum nos estudos e pesquisas mecânicas e metalúrgicas e na comparação de diversos materiais.

QUAIS SÃO OS TIPOS DE ENSAIO DE DUREZA?

DUREZA ROCKWELL

Consiste em endentar o material de estudo em um penetrador para, em seguida, aplicar-se uma pré carga. Atingindo-se o equilíbrio, ajusta-se a profundidade de penetração para a posição zero. Após, aplica-se a carga efetiva, que provocará penetração no material ensaiado, ou seja, a carga válida para obtenção dos resultados. Este processo termina quando o ponteiro do medidor de dureza atingir o equilíbrio. Sendo assim, retira-se a carga efetiva, mantendo-se a pré carga.

Quais penetradores são utilizados?

Podem-se utilizar dois tipos de penetradores para proceder ao ensaio:

esférico (esfera de aço temperado)
cônico (cone de diamante 120° de conicidade). ^[1]

Utilizando-se o penetrador esférico, faz-se a leitura do resultado considerando a escala vermelha (escala interna). Se for o penetrador cônico, considera-se a escala preta (escala externa).

Vantagens e Desvantagens da dureza Rockwell

O ensaio de dureza Rockwell foi desenvolvido em 1922 pela indústria Rockwell e, atualmente, é uma das técnicas mais bem aceitas devido à sua praticidade, precisão (consegue detectar pequenas diferenças de durezas e tamanhos de impressão), agilidade (resultados obtidos em segundos) e resultados mais confiáveis (processo automatizado, isento de erros humanos). O equipamento é simples e de fácil manuseio.

Dentre os aspectos negativos relacionados a esse tipo de ensaio pode-se destacar a exigência de muitas escalas e, conseqüentemente diferentes tamanhos de penetradores e pesos de cargas para conseguir realizar o ensaio para diferentes tipos de materiais, desde os mais duros até os mais macios.

DUREZA VICKERS

O teste de dureza Vickers consiste em indentar o material sob teste com um indentador de diamante, na forma de uma pirâmide reta de base quadrada e um ângulo de 136^° entre as faces opostas, utilizando uma carga de 1 a 100 kgf.

A carga plena é aplicada normalmente durante um tempo de 10 a 15 segundos. As duas diagonais da indentação deixadas na superfície do material depois da remoção da carga são medidas usando-se um microscópio. Com os valores lidos calcula-se a média aritmética. A seguir calcula-se a área da superfície inclinada da endentação. A dureza Vickers é o quociente obtido dividindo a carga (em kgf) pela área da endentação.

**Figura 1:** Representação esquemática do teste de Dureza Vickers

O equipamento de medição da dureza Vickers não fornece o valor da área de impressão da pirâmide, mas permite obter as medidas diagonais formadas pelos vértices opostos à base da pirâmide, em um microscópio acoplado. Nesse métodos as cargas podem ser de qualquer valor, pois a impressão é proporcional à carga, para o mesmo material. Assim, o valor da dureza é sempre o mesmo, independente da carga.

**Figura 2:** Mostrador analógico de Dureza Vickers

Vantagens e desvantagens da dureza Vickers

Nesse método de medição podemos dizer que, mesmo com diferentes cargas, os resultados de dureza encontrados, são praticamente iguais, em materiais uniformes, isso é uma característica ótima, pois se evita a mudança arbitrária de escala com outros métodos de medição de dureza.

Leituras extremamente precisas podem ser obtidas no teste Vickers, além da vantagem de utilizar apenas um tipo de indentador para todos os tipos de metais e superfícies. O teste é aplicável a uma grande gama de materiais, dos mais moles aos mais duros, com ampla faixa de ajuste de cargas.

A única desvantagem do teste é a máquina de medição, que é de maior porte e mais cara que as correspondentes para os teste Brinell e Rockwell.

DUREZA BRINELL

O ensaio consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço, de diâmetro D, sobre a superfície plana, polida e limpa de um metal através de uma carga Q, durante um tempo, t. Essa compressão provocará uma impressão permanente no metal com o formato de uma calota esférica, tendo diâmetro, d, o qual é medido por intermédio de um micrômetro óptico (microscópio ou lupa graduados), depois de removida a carga.

Vantagens e desvantagens da dureza Brinell

O ensaio Brinell é muito utilizado para a avaliação de dureza de metais não ferrosos, ferro fundido, aço, produtos siderúrgicos em geral e de peças não temperadas. Outro fator importante a ser observado é que ele é o único ensaio aceito em metais de estrutura interna uniforme.

Porém, o ensaio de dureza Brinell é um pouco limitado devido ao uso da esfera, que se for de aço temperado só consegue medir durezas até 500 HB, já que durezas maiores danificam a esfera. A recuperação elástica também gera muitos erros, já que o diâmetro da impressão não é o mesmo quando a esfera está em contato com o metal e depois de aliviada a carga.

A IMPORTÂNCIA DO ENSAIO DE DUREZA PARA INDÚSTRIA

É um método utilizado para avaliação da dureza, uma propriedade mecânica que é muito utilizada na especificação e comparação de materiais, nas empresas de diversos segmentos da indústria. Ele pode ser utilizado para:

– Obter um conhecimento comparativo da resistência mecânica de determinado material;

– Avaliar o resultado de tratamentos térmicos;

– Avaliar a resistência ao desgaste por abrasão e desgaste por erosão dos materiais.

O ensaio de dureza é considerado um ensaio não destrutivo. Ele deixa uma pequena marca na peça que não compromete o seu desempenho técnico e é um dos ensaios mecânicos mais populares nas indústrias.

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