Visão geral: Teste de dureza Rockwell

O teste de dureza Rockwell é um dos métodos mais básicos e eficazes de teste de dureza de diferentes materiais. Foi inventado por Stanley P. Rockwell em 1919 para determinar a medição precisa e rápida da dureza.

O método de teste Rockwell aplica uma força de carga de teste menor e maior através de um indentador para fazer indentações na superfície da amostra para a qual a dureza deve ser testada.

A profundidade de indentação é então medida e convertida para o valor de dureza Rockwell. Usando os gráficos de conversão Rockwell, o valor de dureza Rockwell é convertido para a medição de dureza correspondente.

Este método tem sido usado para medir a dureza de diferentes tipos de materiais. Dependendo da dureza da amostra, o método de teste Rockwell pode usar um penetrador de esfera de aço ou um penetrador cônico com ponta de diamante.

Benefícios do testador de dureza Rockwell

Os testadores de dureza Rockwell são amplamente usados para medir a dureza de diferentes tipos de corpo de prova. Alguns dos principais benefícios de usar um testador de dureza Rockwell são os seguintes:

  • O teste é simples e rápido. Por ser de natureza não complexa, não requer obrigatoriamente um operador altamente capacitado e treinado para conduzi-lo.
  • O testador Rockwell é econômico e não requer sistemas óticos avançados para medir a dureza da amostra.
  • Também é um teste não destrutivo. O penetrador faz apenas um pequeno recuo na superfície da amostra. A amostra não é destruída e pode ser usada para outros fins após a conclusão do teste.
  • Não requer um operador altamente qualificado para conduzir o teste.
  • Os testadores Rockwell fornecem testes de dureza rápidos e são adequados para testes em massa de produtos na linha de produção.

Limitação do teste de Rockwell

O teste de dureza Rockwell também tem poucas limitações. Não é tão preciso quanto outros testes de dureza, pois a medição da profundidade de indentação depende do operador e nenhum sistema óptico é usado para isso.

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Isso pode causar erros na medição da profundidade de indentação que podem causar desvios significativos nos valores de dureza. Quaisquer imperfeições na superfície da amostra, como sujeira ou contaminação, também podem levar a variações nos valores de dureza.

Principais recursos dos testadores de dureza Rockwell

Os testadores de dureza Rockwell ajudam você a medir a dureza de materiais usando o método de teste Rockwell. É importante entender que nem todos os testadores de dureza são iguais.Testador de dureza Surface Rockwell & Vickers

Geralmente, todos os testadores de dureza Rockwell podem realizar os testes de dureza Rockwell de acordo com os padrões e diretrizes prescritos, mas alguns deles são mais adequados às suas necessidades específicas do que outros.

Portanto, é importante avaliar e compreender as diferentes características dos diferentes tipos de testadores de dureza Rockwell antes de selecionar o ideal para você.

Você deve considerar completamente fatores como a precisão do teste, repetibilidade, versatilidade no ciclo de teste, velocidade do teste, compatibilidade com diferentes escalas Rockwell, tamanho do corpo de prova que pode ser testado, etc. antes de comprar um testador de dureza Rockwell.

Esses testadores de dureza vêm equipados com muitos recursos e muitos recursos estão sendo adicionados com o avanço da tecnologia. Alguns dos principais recursos dos testadores de dureza Rockwell são discutidos abaixo:

Escalas de teste

A maioria dos testadores de dureza Rockwell foi projetada para medir a dureza usando um dos testes Rockwell regulares ou o teste de dureza superficial. Isso acontecia porque ambos os métodos de teste usam níveis diferentes de força de carga de teste e resoluções variadas de medição de profundidade.

No entanto, com o tempo e com o aprimoramento da tecnologia, a maioria dos testadores de dureza Rockwell pode medir a dureza da amostra usando o teste Rockwell regular ou o teste de dureza Rockwell superficial.

Esses testadores de dureza também são conhecidos como testadores gêmeos ou testadores combinados.

Software de medição de dureza Vickers (recuo Vickers de varredura automática)

Esses testadores de dureza modernos podem medir a dureza da amostra em todas as escalas Rockwell diferentes. Alguns desses testadores de dureza também podem ser usados para a realização de testes de dureza usando outros métodos de teste.

Forçar aplicação

Os testadores de dureza Rockwell projetados anteriormente costumavam aplicar a carga menor através do indentador por compressão de uma mola helicoidal. O peso total de teste foi aplicado por pesos mortos por meio de sistemas de alavanca multiplicadora de força.

O problema com este projeto é que com o uso frequente, a mola helicoidal usada para aplicar a carga menor e os gumes que suportam o sistema de alavanca multiplicadora de força se desgastam. Isso leva a imprecisões nos testes de dureza da amostra.

Com o avanço tecnológico e o advento de sistemas de feedback tecnologicamente controlados, os testadores de dureza Rockwell melhoraram consideravelmente.Dispositivo portátil de medição automática de recuo de dureza Brinell

A carga de teste agora pode ser aplicada por um dispositivo acionado por parafuso que pode ser monitorado de forma eficaz. esta nova tecnologia torna o processo de teste e o ciclo controláveis e remove quaisquer erros potenciais que possam ter ocorrido devido a inconsistências na mola helicoidal e mecanismo de braço de alavanca.

As novas e aprimoradas máquinas de teste de dureza Rockwell tornam a leitura de dureza mais precisa e confiável. A tendência atual é desenvolver testadores de dureza com design de célula de carga.

Quando a força preliminar ou a força de carga total de teste é variada, o valor de dureza Rockwell obtido para o mesmo material de amostra pode ser diferente.

Quando a força preliminar é aumentada, ela aumenta a profundidade de indentação na amostra.

Isso faz com que o valor de dureza diminua e resulta em um valor de dureza mais alto. Da mesma forma, uma diminuição na força preliminar fornece um valor de dureza inferior para o mesmo corpo de prova.

Medindo Dureza

Nos testadores de dureza Rockwell anteriores, o mostrador indicador era usado para medir a profundidade de indentação e para calcular o número de dureza Rockwell. Este sistema era muito simples e conveniente e ainda é usado hoje em alguns dos testadores de dureza.

Esse mecanismo é usado para rastrear o movimento do penetrador por meio de um sistema de alavanca multiplicadora e na superfície da amostra. O mostrador é ajustado de forma a indicar o número Rockwell que corresponde ao deslocamento do indentador.

O problema com este tipo de testadores de dureza Rockwell era que, com o uso, os medidores de mostrador e o sistema de alavanca ficavam desgastados e desalinhados. Isso resultou em estimativas incorretas e não confiáveis do valor de dureza do corpo de prova.Indutor digital Shore ACD TH-200 Tipo Dureza Indentador 20 ~ 90HA

A maioria dos testadores de dureza Rockwell usados atualmente tem instrumentos de medição de deslocamento eletrônico ou óptico para medir a profundidade da indentação feita na superfície do corpo de prova.

O sinal do sistema de medição é convertido para o valor de dureza Rockwell correspondente e a leitura é exibida digitalmente. Esta medição digital e eletrônica dos valores de dureza tem maior precisão em comparação com o relógio comparador anterior e o sistema de alavanca multiplicadora.

O valor de dureza Rockwell é determinado e é diretamente proporcional à profundidade da indentação feita na superfície da amostra.

Um erro na medição da profundidade de indentação pode levar a discrepâncias significativas. Um erro de 0,002 mm na medição da profundidade de indentação pode levar a um desvio de 1 unidade HR na medição do valor de dureza Rockwell.

Modo de operação

Desde o início dos testadores de dureza Rockwell por um período de tempo considerável, o operador desempenhou um papel vital na determinação dos valores de dureza.

Eles tiveram que aplicar e remover a força de carga de teste, o que lhes proporcionou um alto grau de controle sobre o processo de teste.

O problema com esse processo de teste era que a consistência no ciclo de teste variava entre os diferentes operadores. O processo também demorou muito mais para determinar o valor de dureza.

Com o tempo, os testadores de dureza Rockwell tornaram-se mais avançados e começaram a usar motores para fornecer automação ao processo e torná-lo mais repetível.

Alguns testadores de dureza são completamente automatizados, o que permite a aplicação de uma carga de teste maior do que era possível manualmente nos testadores de dureza anteriores. O processo de automação torna o processo de teste mais rápido e consistente, removendo o viés inerente do operador.

Embora a aplicação de maior força de carga de teste e menor tempo de permanência tenha tornado o processo de teste de dureza Rockwell mais eficiente, ele também apresenta algumas desvantagens.

Foi demonstrado que esses métodos de teste mais rápidos com menor tempo de permanência podem levar a uma repetibilidade pobre da medição de dureza. Percebeu-se que uma melhor repetibilidade da medição e controle do ciclo de teste era importante devido à variação da plasticidade da amostra.

Isso levou os fabricantes dos testadores de dureza Rockwell a fazer as alterações apropriadas no projeto para permitir que o operador controlasse o ciclo de teste.

Bigornas

Uma das precauções mais importantes e melhores práticas para o teste de dureza Rockwell é garantir que a amostra esteja estacionária e não desvie durante o teste.

Mesmo o menor dos desvios e movimentos na amostra de teste pode levar a um desvio significativo no valor de dureza. O movimento ou deflexão do corpo de prova provavelmente será refletido como uma discrepância na medição da profundidade de indentação.

Ao conduzir um teste de dureza Rockwell superficial, mesmo um leve movimento de 0,01 mm pode causar uma diferença de 10 pontos Rockwell, o que é significativo e suficiente para tornar os resultados do teste não confiáveis.

 

Bigornas devem ser usadas nos testadores de dureza Rockwell para prender a amostra e fornecer valores de dureza precisos. Existem diferentes tipos de bigornas disponíveis para um espécime de diferentes formas e tamanhos.

Bigornas planas devem ser usadas para medir a dureza da amostra plana. Se a amostra for curva, deve-se usar uma bigorna em forma de V ou de rolo duplo.

Existem alguns testadores de dureza Rockwell que aplicam uma força de fixação ao corpo de prova que é maior do que a força de teste Rockwell. Esses testadores de dureza são úteis para medir a dureza de amostras maiores.

Também é importante garantir que a bigorna esteja limpa e livre de qualquer arranhão ou sujeira, pois uma bigorna suja e imperfeita pode causar grandes desvios na medição dos valores de dureza.

Repetibilidade

A repetibilidade de um testador de dureza é importante para obter resultados confiáveis e consistentes.

A repetibilidade de um testador de dureza Rockwell refere-se à sua capacidade de obter a mesma e consistente medição de dureza em uma amostra uniforme por um período de tempo quando as condições de teste permanecem as mesmas.

Se uma amostra que é uniforme e especialmente preparada para medição de dureza usando o teste Rockwell fornece diferentes valores de dureza, então o testador de dureza não pode ser repetido de forma consistente.

O grau de concordância no valor de dureza da mesma amostra em um curto período de tempo fornece o grau de repetibilidade do testador de dureza.

A falta de repetibilidade é um erro que ocorre aleatoriamente e geralmente aumenta quando as partes dos testadores de dureza estão gastas, devido ao atrito excessivo durante o teste, etc.

Também é observado que o grau de repetibilidade para muitos testadores de dureza Rockwell varia entre as diferentes escalas Rockwell devido às variações nas cargas de força e tipos de indentadores.

Também pode variar em diferentes níveis de dureza dentro das mesmas escalas de dureza Rockwell, devido a variações na profundidade de indentação feita na superfície da amostra.

 

 

Os níveis aceitáveis para os testadores de dureza Rockwell para repetibilidade são avaliados pela diferença entre os valores de dureza máximo e mínimo fornecidos por ele.

Dependendo das diferentes escalas Rockwell, os níveis geralmente aceitáveis para repetibilidade variam de 1 a 2 sob ASTM (American Society for Testing and Materials) e 1,2 a 6,6 unidades sob ISO (International Standards Organization).

Indenter

Os indentadores são uma parte importante dos testadores de dureza Rockwell. Eles contribuem principalmente para erros nas medições de dureza.

O penetrador usado nos testadores de dureza Rockwell pode ser uma esfera de aço esférica ou um penetrador cônico com ponta de diamante. Podem haver vários fatores para diferenças no desempenho do penetrador.

Também pode ser devido ao processo de fabricação do indentador, em que dois indentadores idênticos em cada aspecto podem produzir diferentes medições de dureza.

Para superar esses problemas, pode ser feito o benchmarking do penetrador em relação a um penetrador mestre usado no passado, que produzia medições de dureza precisas.

No passado, uma forma de certificar ou avaliar os indentadores Rockwell era fazer testes de dureza em blocos de teste de referência e a medição era então comparada com o valor do bloco.

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Os níveis de tolerância geralmente aceitáveis para desempenho de indentadores de diamante são 0,5 a 1 unidades Rockwell do valor do bloco de teste sob os padrões ASTM.

Os padrões ISO (4) permitem um nível de tolerância de 0,8 unidades Rockwell a partir do desempenho do indentador de referência.

Não há requisitos ou níveis de tolerância para o desempenho de indentadores de esferas de aço nos padrões ASTM ou ISO.

Antes de conduzir o teste de dureza, os indentadores devem ser inspecionados visualmente para qualquer tipo de dano. Os indentadores também devem ser limpos regularmente para que não haja imperfeições ou resíduos na parte dentada da ponta.

 

 

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