Ensaios de dureza

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ENSAIOS DE DUREZA

1. INTRODUÇÃO

A propriedade mecânica denominada dureza é largamente utilizada na especificação de materiais, nos estudos e pesquisas mecânicas e metalúrgicas e na comparação de diversos materiais. Entretanto, o conceito físico de dureza não tem um mesmo significado para todas as pessoas que tratam com essa propriedade. Essa conceituação divergente da dureza depende daexperiência de cada um ao estudar o assunto.
Para um metalurgista, dureza significa a resistência à deformação plástica permanente; um engenheiro mecânico define a dureza como a resistência à penetração de um material duro em outro; para um projetista, a dureza é considerada uma base de medida para o conhecimento da resistência e do tratamento térmico ou mecânico de um metal e da sua resistência aodesgaste; para um técnico em usinagem de metais, a dureza fornece uma medida da resistência ao corte do metal; e para um mineralogista, a dureza tem um significado diferente, ou seja, o de medir a resistência ao risco que um material pode fazer em outro.
Assim, não é possível encontrar uma definição única de dureza que englobe todos os conceitos acima mencionados, mesmo porque para cada umdesses significados de dureza, existem um ou mais tipos de medida adequados. Sob esse ponto de vista, pode-se dividir o ensaio de dureza em três tipos principais, que dependem da maneira com que o ensaio é conduzido:
• por penetração;
• por choque; e
• por risco.
O terceiro tipo é raramente usado para os metais, de modo que é dado aqui apenas o seu significado principal. Com esse tipo demedida de dureza, vários minerais e outros materiais são relacionados quanto à possibilidade de um riscar o outro. A escala de dureza mais antiga para esse tipo é a escala Mohs (1822), que consiste em uma tabela de 10 minerais padrões arranjados na ordem crescente da possibilidade de ser riscado pelo mineral seguinte (tabela 1).
Tabela 1 – Tabela de Dureza Mohs
|MINERAL |DUREZAMOHS |
|Talco |1 |
|Gipsita |2 |
|Calcita |3 |
|Fluorita |4 |
|Apatita |5 |
|Ortoclásio |6|
|Quartzo |7 |
|Topázio |8 |
|Safira |9 |
|diamante |10 |

Assim, verifica-se que o talco tem dureza Mohs 1 (isto é, pode ser riscado por todos os outros seguintes). Desse modo, por exemplo,o quartzo risca o ortoclásico e é riscado pelo topázio. O cobre recozido tem dureza Mohs 3, pois ele risca a gispsita é riscado pela fluorita; a martensita tem dureza Mohs aproximadamente igual a 7, e assim por diante.
Para os metais essa escala não é muito conveniente, porque os seus intervalos não são propriamente espaçados para eles, principalmente na região de altas durezas e a maioria dosmetais fica entre as durezas Mohs 4 e 8, e sendo que pequenas diferenças de dureza não são precisamente acusadas por esse método
Martens (1890) definiu dureza por risco como a carga em gramas-força sob a qual um diamante de ângulo de 90º produziria um risco de 0,01 mm de largura num material qualquer. Hankins (1923), alterou o ângulo acima para uma forma em V com ângulo podendo variar entre 72º e90º. Bergsman (1951) introduziu um outro tipo de dureza por risco, que mede a profundidade ou mesmo a largura de um risco feito com uma determinada carga aplicada num diamante sobre um material de dureza desconhecido, A medida desta profundidade seria a dureza do material. Um outro tipo semelhante é a microdureza Bierbaum por risco feito com um diamante de formato igual ao canto de um cubo, com...
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