Dureza brinell

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS – PUC MG
Curso de Graduação em Engenharia de Produção


Ensaio de Dureza pelo Método Brinell


Resumo
Este relatório descreve a prática realizada no laboratório da PUC Minas em contagem, onde foi medido a dureza de alguns metais pelo método Brinell. O método Brinell consiste em um penetrador de formato esférico com 10 mm de diâmetro feitode aço de alta dureza, onde é aplicada uma carga que varia entre 500 e 3.000 kgf. Essa carga normalmente é aplicada por um período entre 10 e 30 segundos. O número Brinell de dureza, HB, é uma função tanto da magnitude da carga quanto do diâmetro da penetração resultante. Este diâmetro foi medido com um microscópio especial de baixa potência, (ou lupa graduada), utilizando uma escala que está naocular. O diâmetro medido é então convertido ao número de dureza Brinell (HB) usando uma tabela de conversão apropriada.



1. Introdução
A dureza é a propriedade mecânica de um material apresentar resistência ao risco ou `a formação de uma marca permanente quando pressionado por outro material ou por marcadores padronizados. Características geométricas da impressão ou marca (área superficialou profundidade) são medidas e correlacionadas com um valor numérico que representa a dureza do material. Tal correlação é baseada na tensão que o penetrador necessita para vencer a resistência superficial do material. A dureza de um material depende diretamente das forcas de ligação entre átomos, íons ou moléculas, assim como da resistência mecânica. Uma importante característica da dureza, emespecial para a engenharia mecânica, e a sua correlação com o limite de resistência e o limite de escoamento dos metais. Dentre os vários tipos de ensaios conhecidos, o primeiro ensaio de penetração padronizado e reconhecido industrialmente é o ensaio Brinell referente ao nome do seu idealizador J. A. Brinell, o qual propôs em 1900.


2. Desenvolvimento
O ensaio de dureza Brinell consiste emuma esfera de aço temperado ou carboneto de tungstênio na superfície do material ensaiado. A dureza Brinell é determinada por meio da razão entre carga aplicada e a área da calota esférica resultante, conforme descrito a seguir: Dureza = P/S Em que, Dureza = dureza do material, Pa; P = carga de impressão, N; S = área da calota esférica impressa, mm2. Sendo S a área da calota impressa no material:S = πDh

(2)

Após determinação de uma relação entre o diâmetro da esfera do penetrador (D) e o diâmetro da projeção da impressão no plano (d), têm-se:
BHN = 2P πD ( D − ( D 2 − d 2 ) )

A fim de se obter o mesmo número de dureza Brinell (HBN) com uma carga ou um diâmetro da esfera variado é necessário produzir impressões geometricamente similares, o que pode ser alcançado desde que semantenha o ângulo 2θ (fig. 2) constante. A equação 4 mostra que para se manter o ângulo 2θ e o número de dureza HBN constantes, a carga e o diâmetro da esfera devem variar, mantendo-se a razão constante:
P1 D1
2

=

P2 D2
2

=

P3 D3 2

Figura 2 - Parâmetros básicos num teste Brinell

CORRELAÇÃO ENTRE A DUREZA BRINELL E A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO σ= α . HB Esta correlação não deve serutilizada para durezas maiores que 380 HB

7

3. Parte Experimental

3.1.

Objetivos

• Avaliar a dureza de diversos materiais metálicos pelo método Brinell. • Avaliar a resistência mecânica do material, conhecendo-se a sua dureza Brinell. 3.2. Materiais

Aços comuns, ligas de cobre (latão e bronze) e liga de alumínio. 3.3. Equipamento Modelo: D6700

Durômetro: Universal - Marca:Wolpert 3.4. Procedimento

Pelo método Brinell podem ser ensaiados materiais com durezas desde HB8 até HB450. Para materiais mais duros a esfera poderá sofrer uma deformação, tendo alterações nas suas dimensões cuja grandeza excede a tolerância especificada pela norma. Para se obter o mesmo valor de dureza HB, no ensaio de uma mesma amostra, com esferas de diferentes diâmetros, torna-se necessário...
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