Introdução: O que é Dureza

A dureza é a propriedade de qualquer material de resistir às deformações de sua forma quando submetido a uma força externa. O teste de dureza é importante para aplicações técnicas e de engenharia, pois ajuda a determinar a dureza e a resistência à tração dos materiais.

Isso ajuda a desenvolver um entendimento claro sobre se a amostra sendo testada é adequada para aplicações específicas. Ajuda as indústrias a fabricar produtos finais seguros e de alta qualidade que atendam às normas e diretrizes de segurança estabelecidas pelas autoridades competentes.

Os diferentes tipos de dureza e vários métodos de teste de dureza e determinação dos valores de dureza são discutidos abaixo:

Dureza de arranhão

A dureza a arranhões é a capacidade de um material de resistir à deformação geralmente causada por arranhões e abrasões. A dureza de arranhão é um tipo de dureza que é medida quando a superfície de uma amostra é arranhada por uma caneta que é arrastada ao longo de sua superfície sob uma carga de teste fixa.

O método de dureza de arranhão define a resistência de um material ao arado por uma caneta rígida. Ele mede a dureza do material e sua capacidade de resistir a arranhões e abrasões. Geralmente, um testador de dureza de risco consiste em uma caneta, estágio de retenção de amostra portátil, dispositivo de aplicação de carga e uma unidade de processamento e exibição de dados.

[ux_featured_products products = ”” colunas = ”4 ″]

Os primeiros testes de dureza a riscos foram conduzidos por Friedrich Mohs em 1820, que também desenvolveu a escala de Mohs. O teste de dureza a riscos mede a resistência da amostra à fratura ou deformação permanente devido ao atrito causado pela ponta ao longo de sua superfície.

Este teste usa um material mais duro para arranhar a superfície da amostra, que é feito de um material relativamente mais macio. Quando você precisa testar revestimentos, a dureza a arranhões se refere à força necessária para cortar o filme até o substrato. A escala de Mohs é usada para medir a resistência do material a arranhões junto com um dispositivo de medição conhecido como esclerômetro.

Dureza de recuo

A dureza de indentação refere-se à dureza de um material que é determinada fazendo uma indentação em sua superfície usando um indentador apropriado sob uma carga de teste.

Existem muitos métodos de teste de indentação diferentes que medem a profundidade da indentação feita na superfície da amostra para medir sua dureza. Os testes de dureza de indentação podem ser subdivididos em duas categorias - testes de macro indentação e testes de micro indentação. Os testes de recuo de macro usam grandes cargas de teste acima de 1Kgf e podem ir até 3000Kgf em alguns casos.Testador de dureza Vickers de baixa carga com display digital de torre automática

O tipo proeminente de métodos de teste de macro indentação inclui o método de teste de dureza Rockwell, método Brinell, teste Vickers, método de teste de dureza Knoop, etc. O teste de microindentação, por outro lado, é usado para medir a dureza de metais macios, finos e pequenos espécime, etc.

As cargas de teste aplicadas para testes de dureza de micro-indentação são muito mais baixas e podem variar entre 1 a 1000gf. Os testes de micro-indentação podem ser usados para medir mudanças na dureza em uma escala microscópica. O método Vickers e os métodos de teste de dureza Knoop são dois métodos populares de teste de dureza de micro-indentação.

Os testes de dureza de indentação podem estar sujeitos a erros. As principais fontes de erros durante a medição da dureza incluem técnica inadequada, calibração inadequada do equipamento de teste, acabamento inadequado da superfície da amostra, etc. A superfície de teste precisa estar livre de qualquer sujeira, oxidação ou lubrificação para obter estimativas confiáveis de dureza. O penetrador também deve ser perpendicular à superfície da amostra, pois qualquer inclinação resultará em medições de dureza incorretas.

Dureza de rebote

A dureza de rebote, também conhecida como dureza dinâmica, mede a dureza de um material determinando a altura em que um martelo com ponta de diamante salta quando é largado de uma altura sobre o corpo de prova. Este tipo de dureza está relacionado à elasticidade.

A dureza de rebote é geralmente medida usando o teste de dureza de rebote Leeb. Este método foi desenvolvido em 1975 por Leeb e Brandestini usando um testador de dureza portátil. Este testador forneceu uma nova alternativa ao equipamento tradicional de teste de dureza, normalmente intrincado e complexo.Testador de dureza Vickers com display digital programado por torre automática

O método de teste de dureza de rebote Leeb segue procedimentos padronizados. A velocidade do corpo varia entre 1,4 m / sa 3 m / s. Com este método, a velocidade do corpo antes e depois do impacto é medida para determinar a dureza do corpo de prova.

A relação entre a velocidade de impacto e a velocidade de rebote dá a dureza Leeb dinâmica do corpo de prova. O objeto usado para fazer o impacto na amostra pode ser carboneto de tungstênio-cobalto, cerâmica ou diamante, ou um penetrador em forma de bola com raio diferente.

A dureza da amostra determinada por este método é representada como (exemplo) 750 HL D em que 750 denota o valor de dureza, HL denota "Dureza de acordo com Leeb" e D representa o método Leeb com corpo de impacto esférico de carboneto de tungstênio-cobalto com um raio de 1,5 mm e peso de 4,5 gramas.

Selecionando o Melhor Método de Teste de Dureza

A dureza de um material depende de vários fatores, como homogeneidade do material, tipo de material, seu tamanho e condição.

Existem diferentes tipos de métodos de teste de dureza que precisam ser selecionados cuidadosamente para obter as medições de dureza mais precisas e confiáveis.

Testador de microdureza de computador (semiautomático) para mesa portadora programada

Testador de microdureza de computador (semiautomático) para mesa portadora programada

Os fatores que precisam ser considerados antes de selecionar os métodos de teste de dureza ideais incluem o tipo de material a ser testado, a dureza do material a ser testado, a homogeneidade do material, o tamanho da amostra, se a montagem for necessária para o teste de dureza, espessura da amostra, etc.

Teste de dureza Rockwell

O teste de dureza Rockwell é o método mais comum e rápido para testar a dureza. Geralmente é ideal para testar a dureza de amostras de tamanhos grandes.

Pode ser usado na linha de montagem ou em laboratórios para testes de dureza. Ele usa uma esfera de aço ou um indentador de cone com ponta de diamante para medir a dureza, dependendo da dureza do material a ser testado.

Para iniciar o teste Rockwell, uma pequena carga de geralmente 10Kgf é aplicada no penetrador. O penetrador então se move sob a carga de teste para a superfície da amostra. Enquanto o penetrador ainda está sob a influência da carga de teste menor, uma carga de teste principal adicional também é aplicada a ele. Isso garante melhor indentação na superfície da amostra, que é clara e mensurável.

O método Rockwell de teste de dureza é popular, pois não é influenciado pela tendência do operador ou pela aspereza da superfície cuja dureza está sendo testada.

Ele não faz uso de nenhum equipamento óptico sofisticado ou caro para medir a dureza do corpo de prova, o que o torna um método de baixo custo para teste de dureza. É um método não destrutivo para teste de dureza, o que significa que o corpo de prova sendo testado não é destruído e pode ser usado para outros fins após a conclusão do procedimento de teste.Testador de dureza Rockwell (tipo clássico)

Este método também tem suas desvantagens, pois não é muito preciso em comparação com outros métodos de teste de dureza. Um pequeno desvio na medição da profundidade de indentação pode prejudicar consideravelmente as leituras de dureza.

Se o penetrador neste método estiver gasto, ele pode fornecer medições de dureza incorretas que não são confiáveis.

O valor de dureza Rockwell é calculado usando os gráficos de conversão. Existem quase 30 escalas Rockwell, mas a maioria dos materiais são cobertos pelas escalas Rockwell C e B. Os valores de dureza no teste Rockwell são representados como (exemplo) 70 HRB, onde 60 é a leitura de dureza na escala B.

 

Teste de dureza Brinell

O teste de dureza Brinell é um dos métodos mais antigos e mais amplamente usados para o teste de dureza de materiais. Este método foi desenvolvido por JA Brinell no ano de 1900. É ideal para medir a dureza de amostras que são muito ásperas ou ásperas para serem medidas por outros métodos.

O método Brinell envolve o uso de cargas de teste mais altas que podem ir até 3000Kgf e um penetrador de esfera geralmente de 10 mm de diâmetro.Testador de dureza Rockwell de superfície elétrica

Para medir a dureza de metais e ligas mais macios, cargas de teste menores de até 500Kgf também são usadas. A carga de teste predeterminada é aplicada ao penetrador esférico que é mantido na superfície da amostra por geralmente 10-15 segundos e depois movido.

A profundidade de indentação feita pelo penetrador na superfície da amostra é então medida e estudada usando equipamento óptico avançado que garante melhor precisão e confiabilidade.

O gráfico de conversão Brinell é então usado para converter o diâmetro médio da indentação feita para o valor de dureza Brinell correspondente. Usando as tabelas de conversão, o valor de dureza Brinell também pode ser convertido na resistência à tração correspondente.

O método Brinell de teste de dureza também apresenta algumas desvantagens. O operador pode cometer erros ao medir a profundidade de indentação na superfície da amostra, o que pode impactar consideravelmente as medições de dureza.

Uma vez que o método envolve equipamento óptico avançado e sofisticado para medir a dureza da amostra, é mais caro em comparação com o método Rockwell. Também leva mais tempo para testar a dureza, pois a superfície da amostra precisa ser preparada antes do teste.

O método Brinell também não funcionará com precisão se a superfície da amostra for muito fina, ou seja, menor que 9,6 mm.

As leituras de dureza usando o método Brinell são representadas como 600 HBW, onde 600 denota o valor de dureza e HBW denota “Dureza Brinell” com indentador de bola de tungstênio. Se o indentador de esfera de aço for usado, as leituras serão representadas como 600 HBS, onde HBS denota “Dureza Brinell” com indentador de esfera de aço.

Teste de dureza Vickers

O teste de Vickers usa o mesmo princípio do método Brinell, com a única exceção sendo o tipo de penetrador usado.

O tipo de penetrador precisa ser alterado pelo método Brinell, dependendo do tipo de material testado. No entanto, o mesmo penetrador de diamante é usado no método Vickers para medir a dureza de todos os tipos de amostra.Testador de dureza Vickers de baixa carga com display digital de torre automática

O penetrador usado neste método tem a forma de uma pirâmide direita. Uma carga de teste é aplicada no indentador, que se pressiona contra a superfície da amostra, deixando assim uma indentação.

Os comprimentos diagonais dessas marcas de indentação são medidos usando sistemas ópticos, resultando em leituras de dureza altamente precisas. O tempo de espera - o tempo durante o qual a força de teste é aplicada através do penetrador na superfície da amostra - é geralmente entre 10-15 segundos neste método.

O teste Vickers usando cargas de microteste que são muito menores em comparação com o método Brinell. É um método de teste de microdureza mais adequado para medir a dureza de materiais muito finos ou pequenos para testes de macrodureza.

Este método é mais adequado para medir a dureza de folhas finas de metal, pequenos espécimes, etc. O teste Vickers é um método não destrutivo que garante que o espécime pode ser usado após a conclusão do teste. Existem algumas limitações do método Vickers.

Requer que a superfície da amostra esteja livre de quaisquer imperfeições e, portanto, é necessário tempo para preparar a superfície da amostra antes de conduzir o teste. Leva pelo menos 30-60 segundos para conduzir este teste e o tempo é exclusivo do tempo necessário para a preparação da superfície da amostra.

O teste Vickers não é recomendado para produção a granel em linhas de montagem e é mais adequado para testes de laboratório. As medições de dureza no teste Vickers são representadas como 700 HV / 10, onde 700 é o valor de dureza Vickers que foi obtido usando uma força de teste de 10Kgf.

Teste de dureza Knoop

O método de teste de dureza Knoop é uma alternativa ao método Vickers. É um método de medição de microdureza adequado para medir a dureza de materiais frágeis e quebradiços como a cerâmica. Também é útil para testes de dureza de pequenas áreas alongadas, como revestimentos.

[colunas ux_latest_products = ”4 ″]

O método Knoop também usa um diamante piramidal como penetrador, mas o penetrador é alongado em vez de ser uma pirâmide direita como no método Vickers. Como o método é usado para testes de dureza de materiais frágeis, ele usa micro cargas de até 1Kgf.

O penetrador usado neste método penetra na superfície do espécime apenas metade da profundidade do método Vickers, o que o torna perfeito para testes de dureza do espécime quebradiço.

Devido ao formato do penetrador, o método Knoop é mais adequado para medir amostras alongadas mais longas, como revestimentos. É importante observar que a superfície da amostra deve ser preparada adequadamente antes de conduzir o teste Knoop para garantir medições de dureza precisas e confiáveis.

 

pt_PTPortuguês