Pmm - ensaios de dureza

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CAPÍTULO 1-PMMM-ENSAIOS DE DUREZA


Dureza é uma propriedade mecânica característica de um material sólido que expressa sua resistência a deformações permanentes e está diretamente relacionada com a força de ligação entre seus átomos.
A dureza também pode ser avaliada a partir da capacidade de um material riscar o outro, como na escala de para minerais, desenvolvida por Mohs em1822.
A escala de dureza de Mohs apresenta dez minérios-padrões ordenados em uma escala crescente do grau 1 ao grau 10, de acordo com sua capacidade de riscar ou ser riscado.


Escala de Mohs.


Talco 2. Gipsita 3. Calcita 4. Fluorita 5. Apatita 6. Feldspato 7. Quartzo 8. Topázio 9. Safira 10. Diamante.


Esta escala não é conveniente para os metais porque a maioria delesapresenta dureza entre 4 e 8 e pequenas diferenças de dureza não são acusadas por este método.
Outra maneira de avaliar a dureza é verificar a resistência á penetração. Na engenharia e na metalurgia, utiliza-se o chamado ensaio de penetração para a medição da dureza.
Os ensaios de dureza são realizados com maior freqüência que outros tipos de ensaios mecânicos devido aos seguintes fatores:São simples e de baixo custo - não é necessária a preparação de outro material e o equipamento é relativamente pouco dispendioso.
Os ensaios não são destrutivos - o material não é fraturado ou excessivamente deformado, sendo deixada apenas uma pequena impressão.
Outras propriedades mecânicas podem ser obtidas através dos ensaios de dureza, com o limite de resistência à tração(σt), que pode ser obtida, para a maioria dos aços, através da seguinte equação:
[pic]
Onde HB é a dureza na escala Brinell.


ENSAIO DE DUREZA BRINELL


Em 1900, J. A. Brinell divulgou este ensaio, que passou a ser largamente aceito e padronizado, devido à relação existente entre os valores obtidos no ensaio e os resultados de resistência à tração.
O ensaio dedureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço temperado, de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d. (figura 1).
A dureza Brinell é representada pelas letras HB. Esta representação vem do inglês Hardness Brinell, que quer dizer “dureza Brinell”.
A durezaBrinell é obtida pelo quociente da força aplicada no ensaio(F) e a área da calota esférica (Ac), ou seja:
[pic]
Ac= πDp
Onde p= profundidade da calota esférica.
Substituindo Ac pela formula da área da calota, temos:
[pic]
Devido à dificuldade técnica de medição da profundidade (p), que é um valor muito pequeno, utiliza-se uma relação matemática entre a profundidade (p)e o diâmetro da calota (d) para chegar à formula matemática que permite o cálculo da dureza HB, representada a seguir.
[pic]
Onde
D= diâmetro da esfera, mm.
d= diâmetro da impressão
F= força utilizada no ensaio, kgf








A unidade kgf/mm2, que deveria ser sempre colocada após o valor de HB, é omitida, uma vez que a dureza Brinell não é um conceitofísico satisfatório, pois a força aplicada no material tem valores diferentes em cada ponto da calota.
Os cálculos anteriores são dispensáveis, se você dispuser de uma tabela apropriada.
Veja a tabela 1 que fornece os valores de dureza Brinell normal, em função de um diâmetro de impressão d.




ESCOLHA DAS CONDIÇÕES DE ENSAIO.


O ensaio padronizado, proposto porBrinell, é realizado com carga de 3000 kgf e esfera de 10 mm de diâmetro, de aço temperado.
Porém, usando cargas e esferas diferentes, é possível chegar ao mesmo valor de dureza, desde que se observem algumas condições:
• A carga será determinada de tal modo que o diâmetro da impressão d se situe no intervalo de 0,25 a 0,5 do diâmetro da esfera D. A impressão será considerada ideal se...
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