Universidade Federal de Santa Catarina – Centro Tecnológico
Departamento de Engenharia Mecânica – EMC 5110
Laboratório em Propriedades Mecânicas / 2014.1
Professor Dr.-Ing. Márcio C. Fredel
Graduandos: Dante Abreu João Paulo F. Borges - 09144011
Ensaio de Dureza
Respostas na folha: 1. C) Permite leitura direta do resultado do ensaio na prórpria máquina;
2. 40HRB a) Tipo de máquina: Máquina padrão que mede Rockwell normal; b) Tipo de penetrador: Esfera aço; c) Dimensão do penetrador: 1,5875 mm; d) Carga maior: 100 kgf; e) Cor da escala onde é lido o reultado: Vermelha;
3. 116.6 HV 5 a) Equipamento: Penetrador é uma pirâmide de diamenta de base quadra, com ângulo de 136o entre faces opostas; b) Carca aplicada: 5 kgf/mm2; c) Faixa de tempo de aplicação da carga: 10 segundos;
4. B) entre 10 gf e 1.000 gf;
5. As diagonais medidas num ensaio de dureza Vickers, com carga de 5 kgf aplicada por 10 segundos, foram: 0,162 mm e 0,164 mm. Calcule a dureza do material.
F = 5 kgf; t = 10 s; dh = 0,164 mm; dv = 0,162 mm;
HV=FAs
HV=1,8544*Fd2
Onde, d=dh+dv2 Então, d=0,164+0,1622 d=0,163 mm
Sendo assim,
HV=1,8544*50.1632
HV=348,98
6. Mencionar brevemente as características de cada ensaio para medir a dureza de um material. a. Dureza Mohs – A Escala de Mohs quantifica a resistência que um determinado mineral oferece ao risco, ao final do teste mede-se a profundidade ou o tamanho da penetração resultante que por sua vez é relacionada ao número de dureza. As durezas medidas são apenas relativas (ao invés de absolutas) e por isso deve-se tomar cuidado ao comparar determinados valores por diferentes técnicas.
b. Dureza Brinnel – Consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço ou tungstênio sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal por meio da aplicação de uma carga, durante um tempo t. Essa compressão provocará uma impressão permanente no metal com formato de uma calota esférica, ao qual pode-se avaliar as dimensões e relacionar uma dureza. A localização da impressão deve estar afastada das bordas do corpo de prova de no mínimo duas vezes e meia o diâmetro obtido. A dureza Brinell, fornece dados confiáveis para praticamente todos os aços, sejam eles endurecidos, temperados ou recozidos, entretanto, aços que sofreram cementação não apresentam resultados confiáveis, pois a dureza da superfície não é contemplada da escala Brinell, além disso a espessura da cementação raramente é espessa o suficiente para proporcionar confiabilidade a medição.
c. Dureza Rockwell – O penetrador é em primeiro lugar aplicado à superfície do material de ensaio sob uma carga primária de 10 kgf (pré-carga), sendo o objetivo penetrar nas imperfeições da superfície da peça e vencer as deformações elásticas. Após a pré-carga ser aplicada, um braço é acionado para aplicar a carga principal, deve-se então medir as dimensões da impressão no corpo de prova e através de cálculos definir a dureza. O ensaio pode ser realizado em dois tipos de máquina que se diferenciam pela precisão dos componentes, tendo ambas as mesmas técnicas de operação, têm-se a máquina padrão para medida de dureza Rockwell comum e outra máquina que mede a dureza Rockwell superficial. A máquina padrão mede a dureza Rockwell normal e, é indicada para avaliação de dureza em geral, já a máquina que mede a dureza Rockwell superficial é indicada para avaliação de dureza em folhas finas ou lâminas, ou camadas superficiais de materiais. De modo geral, a espessura mínima do corpo de prova deve ser 17 vezes a profundidade atingida pelo penetrador. Entretanto, não há meios de medir a profundidade exata atingida pelo penetrador no ensaio de dureza Rockwell.
d. Dureza Vickers – O penetrador é uma pirâmide de diamante de base quadrada, com um ângulo de 136o entre as faces opostas, esse ângulo produz valores de impressões semelhantes à dureza Brinell. Como o penetrador é um diamante, ele se torna praticamente indeformável e como todas as impressões são semelhantes entre si, não importando o seu tamanho, a dureza Vickers (HV) é independente da carga. Para esse tipo de dureza, a carga aplicada pode ser de 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120kgf, sendo que a mudança da carga é necessária para obter uma impressão regular, sem deformar o visor da máquina. Como no caso da dureza Brinell, as impressões Vickers podem ocasionar erros, quando as impressões não apresentam seus lados retos, isso pode ocorrer em metais muito moles e é devido ao afundamento do metal em torno das faces do penetrador. No ensaio de dureza Vickers as impressões são extremamente pequenas e, na maioria dos casos, não inutilizam as peças, mesmo as acabadas.
e. Dureza Janka – A dureza Janka (fH) é uma variação do método Brinell, usada em geral para madeiras. A dureza Janka é definida pela força necessária para penetrar, até a metade do diâmetro, uma esfera de aço de diâmetro 11,28 mm (área de contato da penetração de 1 cm2). O carregamento deve ser monotônico e crescente aplicado até que a esfera penetre a uma profundidade igual ao seu raio (5,64 mm), em um período de pelo menos um minuto (1 mm a cada 10 segundos).
f. Dureza Shore – Medida de dureza por choque que mede a altura do ressalto (rebote) de um peso que cai livremente até bater na superfície lisa e plana de um corpo de prova. Essa altura de ressalto mede a perda da energia cinética do peso, absorvida pelo corpo de prova e o número de dureza lido é um número relativo e serve somente para comparação de materiais.
7. Quais informações sobre o material, o ensaio de dureza pode determinar?
Por meio do ensaio de dureza é possível determinar a resistência oferecida por uma determinada liga padrão à penetração de um outro material que fornecerá o índice de dureza, com o qual é possível avaliar a resistência ao desgaste, o grau de endurecimento superficial por tratamentos térmicos e a resistência mecânica em geral do material.
