UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS, AERONÁUTICA E AUTOMOBILÍSTICA
ENSAIO DE DUREZA
Engenharia e Ciência dos Materiais I
Profa. Dra. Lauralice Canale
Prof. Dr. Cassius O.F.T. Ruckert
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Ensaios de Dureza: Tipos, Princípios e Aplicações, Slides de Materiais
Uma visão geral dos ensaios de dureza, incluindo suas definições, vantagens, objetivos e métodos de medição. Os ensaios de dureza são utilizados para medir a resistência de materiais a deformações plásticas permanentes, com métodos como dureza de risco (mohs), dureza de choque (shore), dureza de penetração (brinell, meyer, rockwell, vikers e knoop) sendo discutidos. Além disso, os documento aborda as vantagens e limitações de cada método, além de fornecer informações sobre a relação entre dureza e limite de resistência.
Tipologia: Slides
2022
1 / 29
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS, AERONÁUTICA E AUTOMOBILÍSTICA ENSAIO DE DUREZA Engenharia e Ciência dos Materiais I Profa. Dra. Lauralice Canale Prof. Dr. Cassius O.F.T. Ruckert
Dureza Definição: Medida da resistência de um material a uma deformação plástica (permanente) localizada (pequena impressão ou risco)
Principais Vantagens:
Fácil execução e barato (muito utilizado na indústria)
Rapidez na execução
Ensaio pode ser considerado não destrutivo (tamanho impr.)
Conhecimento aproximado da resistência mecânica através do uso de tabelas de correlação
Métodos de medição: Dureza de risco (escala de Mohs) Dureza de choque ou ressalto (Shore) Dureza de penetração (Brinell, Meyer, Rockwell, Vikers, Knoop)
Dureza Shore (HS) – choque ou ressalto Shore propôs uma medida de dureza por choque que mede a altura do ressalto de um peso que cai livremente até bater na superfície lisa e plana de um CP. Esta altura de ressalto mede a perda de energia cinética do peso, absorvida pelo CP.
Características e vantagens:
Normalmente equip. portátil e de fácil utilização; Possibilidade de medir durezas de peças de grandes dimensões que não cabem em máquinas de penetração; Impressão muito pequena sendo utilizada em peças acabadas (controle qualidade); Utilizado em polímeros, borracha e metais.
Dureza por penetração (princípios gerais) Cuidados na realização dos ensaios: Perpendicularidade entre a força e a superfície da peça; Aplicação lenta da carga; Preparação correta da superfície da peça; Tempo de espera após aplicação da carga antes da descarga (fenômeno de fluência transitória).
Dureza Brinell (HB) – Ano 1900 Consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço endurecido ou de carboneto de tungstênio (CW), de diâmetro D, sobre uma superfície polida e limpa de um metal através de uma carga F, durante um tempo t.
Penetrador esférico φ : 1,2 ,5 ou 10
mm
Cargas: entre 500 e 3000 kg
Tempo: entre 10 e 30 s
P = prof. de impressão (da calota)
( ) 2 2 2 D D D d F HB Mecanismo de Medição Brinell D=diâmetro da esfera d=diâmetro da impressão* *medido através de microscópio especial, utilizando uma escala gravada em sua ocular
Relação entre dureza Brinell e limite de resistência
No caso dos aços existe uma relação empírica entre dureza Brinell e o limite de
resistência, s
r
, dada por:
HB r 0 , 36 *
s
[kgf/mm^2 ]
Segundo O’Neill, o valor de 0,36 vale para aços doces, entretanto
este valor pode mudar para:
0,49 para Ni recozido
0,41 para Ni e latão encruado
0,52 para cobre recozido
0,40 para alumínio e suas ligas.
Método de Medição Rockwell Índice (HR) é determinado pela diferença na profundidade de penetração de uma carga inicial (pré-carga) seguida de uma carga principal. Ensaio Rockwell
- Pré-carga = 10 kgf
- Principal = 60,100 e 150 kgf Ensaio Rockwell Superficial
- Pré-carga = 3 kgf
- Principal = 15, 30 e 45 kgf
Penetradores do ensaio Rockwell:
Esferas de aço endurecidas com φ
:1/16,1/8,1/4 e ½ pol.
Penetradores cônicos de diamante (brale)
usado para materiais mais duros
Dureza Rockwell (HR)