ensaios dos materiais (ensaio de dureza) prof. christian mariani
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Ensaios dos Materiais(Ensaio de dureza)
Prof. Christian Mariani
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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.
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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).
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Ensaio de Dureza
Classificando as durezas tem-se:Dureza por risco;
Dureza por rebote;
Dureza por penetração.
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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 ():
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Ensaio de Dureza
Dureza 1 - Talco
Dureza 2 - Gesso
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Ensaio de Dureza
Dureza 3 - Calcita
Dureza 4 - Fluorita
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Ensaio de Dureza
Dureza 5 - Apatita
Dureza 5 - Ortoclásio
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Ensaio de Dureza
Dureza 7 - Quartzo
Dureza 8 - Topázio
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Ensaio de Dureza
Dureza 9 - Córindom
Dureza 10 - Diamante
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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.
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Ensaio de Dureza
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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.
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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
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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)
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Ensaio de DurezaDureza Brinell
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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).
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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.
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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
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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