METALOGRAFIAAula 5 - Ensaios Mecânicos Patrícia Sheilla Costa Ensaios Mecânicos Propriedades Mecânicas A determinação das propriedades mecânicas é muito importante para a escolha do material para uma determinada aplicação. As propriedades mecânicas definem o comportamento do material quando sujeitos a esforços mecânicos, pois estas estão relacionadas à capacidade do material de resistir ou transmitir estes esforços aplicados sem romper e sem se deformar de forma incontrolável. Abaixo, estão alguns tipos de esforços que afetam os materiais: Ensaios Mecânicos A maneira de garantir se determinado produto vai ou não atender a uma determinada característica é através de: ENSAIOS MECÂNICOS Os ensaios mecânicos dos materiais são procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos e consultas a tabelas, tudo isso em conformidade com normas técnicas. Realizar um ensaio consiste em submeter um objeto já fabricado ou um material que vai ser processado industrialmente a situações que simulam os esforços que eles vão sofrer nas condições reais de uso, chegando a limites extremos de solicitação. 1 .... nunca inutilizam a peça ou corpo de prova. Exemplos: • tração • compressão • cisalhamento • dobramento • flexão • embutimento • torção • dureza • fluência • fadiga • impacto Exercícios 1) Complete as frases com a alternativa que as torna corretas: a) A propriedade física ......... Exemplos de propriedades mecânicas: elasticidade.. ( ) plasticidade.. que se referem à forma como os materiais reagem aos esforços externos.. destacam-se as propriedades mecânicas. Os ensaios mecânicos podem ser classificados em: . Ensaios Mecânicos Tipos de ensaios mecânicos Ensaios não destrutivos são aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal e.. b) Resistência mecânica é uma propriedade ... apresentando deformação ou ruptura. d) À forma como os materiais reagem aos esforços externos chamamos de propriedade ......... ..Ensaios Mecânicos Ensaios Mecânicos Propriedade dos materiais Tipos de ensaios mecânicos Tomando como base as mudanças que ocorrem nos materiais...... Cessando o esforço.................... c) Resistência à corrosão é uma propriedade ..... 3) Relacione corretamente os exemplos com os ensaios: 2 ...... essas propriedades podem ser classificadas em dois grupos: • físicas.. Por essa razão... podem ser usados para detectar falhas em produtos acabados e semi-acabados.. • químicas. ( ) elasticidade. o material volta à sua forma original..ensaios não destrutivos Entre as propriedades físicas...... Para determinar qualquer dessas propriedades é necessário realizar um ensaio específico..... Exemplos: • visual • líquido penetrante • partículas magnéticas • ultra-som • radiografia industrial Ensaios destrutivos são aqueles que deixam algum sinal na peça ou corpo de prova submetido ao ensaio. mudança na composição química do material............... plasticidade e resistência mecânica.... Dizemos que esta propriedade mecânica se chama: ( ) resistência mecânica..... por conseqüência........ 2) Marque com um X a resposta correta..ensaios destrutivos.. mesmo que estes não fiquem inutilizados......... a máquina de ensaio fornece um gráfico que mostra as relações entre a força aplicada e as deformações ocorridas durante o ensaio. o corpo de prova é submetido a um esforço uniaxial de tensão que cresce continuamente. Máquina de ensaio de tração Ensaio de Tração Ensaio de Tração Quando um corpo de prova é submetido a um ensaio de tração. ele volta a sua forma original. enquanto são realizadas observações simultâneas a respeito de sua ductilidade. Neste ensaio.2 Deformação(%) Gráfico esquemático tensão-deformação convencional 3 . A deformação As deformações resultantes classificados em dois tipos: dos campos de força podem ser • Deformação elástica: é aquela em que removido os esforços atuando sobre o corpo. 0. Rm Tensão(MPa) • Deformação plástica: é aquela em que removidos os esforços.Ensaio de Tração Aula 6 . ou seja. não há recuperação da forma original. capacidade de deformar antes da ruptura. Mas o que nos interessa para a determinação das propriedades do material ensaiado é a relação entre tensão e deformação.Ensaio de Tração O ensaio de tração é amplamente utilizado para a obtenção de informações básicas sobre a resistência e ductilidade de materiais. e como um teste de controle de especificações. A estricção do material frágil (B) é muito menor do que a estricção do material dúctil (B´). imediatamente antes da ruptura. Lei de Hooke: = E x 5% D e fo rm a ç ã o 4 .Ensaio de Tração Ensaio de Tração Resistência à Tração Escoamento Tensão ( x Deformação () Esse fenômeno é nitidamente observado em alguns metais de natureza dúctil. se dividirmos a tensão pela deformação em qualquer ponto.L o / Lo Lo – Comprimento inicial Lf – Comprimento final Ensaio de Tração Ensaio de Tração Estricção Módulo de elasticidade ou Módulo de Young (E) Na fase elástica. que é o módulo de elasticidade do material. obteremos sempre um valor constante. F . Os materiais dúcteis sofrem grande redução na área da seção reta antes da ruptura. como os aços BTC. F rá g il (Kgf/mm2) D ú c til Tensão E = Corresponde à redução na área da seção reta do corpo de prova.força ou carga aplicada A0 – Área inicial da seção da amostra Com o efeito da aplicação da tensão tem-se a deformação: Escoamento = L / Lo = Lf . = F / A0 Caracteriza-se por um grande alongamento sem acréscimo de carga. não apresenta uma informação real das características tensão e deformação porque baseia somente nas características originais do corpo de prova e que na verdade são continuamente alteradas durante o ensaio. A curva de tensão x deformação convencional.Ensaio de Tração Ensaio de Tração Limite de Ruptura Estricção Corresponde à tensão que promove a ruptura do material. Rm Z = Ao – Af x100 Ao (Kgf/mm2) Limite de Ruptura Tensão(MPa) Limite de Ruptura Deformação(%) Ensaio de Tração Ensaio de Tração Limite de Resistência Tensão e Deformação reais ou verdadeiras Corresponde à tensão máxima aplicada ao material antes que ocorra a estricção. Estricção = área inicial – área final x 100 área inicial O limite de ruptura é geralmente inferior ao limite de resistência e virtude de que a área da seção reta para um material dúctil reduz-se antes da ruptura. LR LR = Fmáx Ao (Kgf/mm2) Tensão(MPa) Rm Deformação(%) 5 . estudada anteriormente. É calculada dividindo-se a carga máxima suportada pelo material pela área da seção inicial. Exercícios 1) Qual a finalidade do ensaio de tração? 2) Sabendo que a tensão sofrida por um corpo é de 20 N/mm2. se: Tensão e Deformação reais ou verdadeiras Relação entre Tensão Real e Convencional Relação entre deformação real e convencional r = (1 + ) r = ln (1 + c) AixLi = AoxLo Estas equações são válidas para situações até a formação do pescoço Ensaio de Tração Quadro de conversões Durante muito tempo. Expresse a resposta de forma percentual. que quer dizer: libra por polegada quadrada). como você expressa esta mesma medida em MPa? 3) Quando se realiza ensaio de tração. 4) Calcule a deformação sofrida por um corpo de 15 cm. inclusive o Brasil. Explique cada uma. podem ocorrer duas deformações. Com adoção do Sistema Internacional de Unidades (SI) pelo Brasil. em 1978. vem sendo utilizado por um número crescente de países. a tensão foi medida em kgf/mm2 ou em psi (pound square inch. Um múltiplo dessa unidade. sofrida por um corpo com 35 mm2 que está sob efeito de uma força de 200 kgf? 6 . que após um ensaio de tração passou a apresentar 16 cm de comprimento. 5) Sabendo que a tensão de um corpo é igual a 12 N/mm2. o megapascal (MPa). em MPa.Ensaio de Tração Ensaio de Tração Tensão e Deformação reais ou verdadeiras Tensão Real (r) Deformação Real (r) r = F / Ai r = ln Li/Lo Onde Ai é a área da seção transversal instantânea (no momento da fratura) Se não há variação de volume. essas unidades foram substituídas pelo pascal (Pa). a quanto corresponde essa tensão em kgf/mm2? 6) Qual a tensão. ou seja. O módulo de elasticidade para este aço é 456 MPa. conforme procedimento.... Para uma carga de 50 N o comprimento verificado foi de 15 mm e o comprimento final foi de 65 mm. a) é o valor utilizado para dimensionar estruturas.Exercícios 7) Analise o diagrama de tensão-deformação de um corpo de prova de aço e indique: a) o ponto A. 10) Complete a frase com a alternativa que a torna verdadeira: O conhecimento do limite de resistência é importante porque .. A carga máxima foi de 80 N.3 N e a carga de ruptura foi de 1 N. a) Qual a resistência mecânica do material? (MPa) b) Esta resistência é convencional (de engenharia) ou real? c) Porque a tensão de ruptura foi maior do que a tensão máxima durante o ensaio ou o que ocorreu com o CP após a carga máxima 7 . a) Qual foi o limite de resistência obtido para o material em kgf/mm2? b) Qual a deformação total do material neste ensaio? c) Qual foi a tensão de ruptura do material em kgf/mm2? d) Qual o módulo de elasticidade para a carga de 50 N? e) Qual a variação percentual verificada na área do material? 11) Um corpo de prova de tração cilíndrico de 12 mm de diâmetro e comprimento útil de 50 mm. a) Qual foi o limite de resistência obtido para o material em MPa e kgf/mm2? b) Qual a deformação real do material neste ensaio? c) Qual foi a relação entre as áreas? Exercícios 13) Retirou-se um corpo de prova. O diâmetro da fratura foi de 15 mm e o comprimento final foi de 70 mm.5 mm 20 mm 200 mm A carga máxima registrada no ensaio. O diâmetro mínimo de fratura foi de 8mm.. apresentou sob teste uma carga máxima de 8.. b) é o único resultado preciso que se pode obter no ensaio de tração. de um lote de chapas de 3 mm de espessura..8N. O corpo de prova possui a geometria conforme mostrado abaixo.. que representa o limite de resistência Exercícios 9) Que propriedade é mais importante determinar na prática: o limite elástico ou o limite de ruptura? Justifique sua resposta. foi de 1. 8) Dois materiais (A e B) foram submetidos a um ensaio de tração e apresentaram as seguintes curvas de tensão-deformação: Qual dos materiais apresenta maior deformação permanente? Exercícios 12) Seja um corpo de prova de tração cilíndrico de 20 mm de diâmetro e comprimento útil de 60 mm.. que representa o limite de elasticidade b) o ponto B.1N e fraturou a 6. 3 mm 12. os corpos de prova são submetidos a uma força axial para dentro. b) A deformação mostrada é real ou convencional? Porque? c) As tensões calculadas são reais ou convencionais (engenharia)? Porque? Introdução Nos ensaios de compressão. É possível determinar o módulo de elasticidade para diferentes materiais.1 N. 8 .Exercícios 14) Em um ensaio de tração. utilizou-se um corpo de prova cilíndrico padronizado com 15 mm de diâmetro da região útil e comprimento Lo= 50 mm. É indicado para avaliar se um material possui boa resistência à compressão. distribuída de modo uniforme em toda seção transversal do corpo de prova. A região de ruptura final possuía um diâmetro de 11 mm e Lf = 60 mm a) Calcule a tensão máxima de engenharia e a tensão de ruptura real e compare os resultados.2 N e a carga durante a ruptura final foi de aproximadamente 7. que não se deforme facilmente e que assegure boa precisão dimensional quando solicitado por esforços de compressão. Também é válida a lei de Hooke. Um corpo submetido ao ensaio de compressão também sofre uma deformação elástica e a seguir uma deformação plástica. A carga máxima registrada durante o ensaio foi de 11.Deformação Deformação Elástica O corpo volta ao tamanho original quando se retira a carga. Deformação Plástica O corpo retém uma deformação residual quando se retira a carga. Aula 7 – Ensaio de Compressão Compressão . Tem características bem parecidas com o ensaio de tração. madeira. pedra e concreto.Aplicações Na construção mecânica Materiais Frágeis Estruturas. 9 . Cuidados para evitar a Flambagem: • Atrapalha a deformação lateral. limitar o comprimento dos corpos de prova. que devem ter de 3 a 8 vezes o valor de seu diâmetro. • Garantir o perfeito paralelismo entre as placas do equipamento. é necessário revestir as faces superior e inferior do corpo de prova com materiais de baixo atrito (parafina. Produtos acabados Molas e tubos. Problemas que podem ocorrer no ensaio de compressão: Atrito Flambagem Atrito e Flambagem Atrito • Ocorre entre o corpo de prova e as placas da máquina de ensaio. equipamentos como suportes. para garantir que o esforço de compressão se distribua uniformemente. • Há diversas possibilidades de encurvamento.Aplicações Por que não se costuma utilizar ensaios de compressão para os metais? Em razão das dificuldades para medir as propriedades avaliadas neste tipo de ensaio. podendo levar a erros. Os valores numéricos são de difícil verificação. bases de máquinas etc. teflon) Flambagem • É o encurvamento do corpo de prova. Não se costuma utilizar ensaios de compressão para os metais. • Centrar o corpo de prova no equipamento. • Ocorre principalmente em corpos de prova com comprimento maior com relação ao diâmetro. Atrito e Flambagem Compressão . Ferro fundido.Compressão . em alguns materiais muito dúcteis. • Decorre da instabilidade na compressão do metal dúctil. • Dependendo do grau de ductilidade do material. esta relação pode chegar a 1:1. • Para diminuir esse problema. . É por isso que o ensaio de compressão de materiais dúcteis fornece apenas as propriedades mecânicas referentes à zona elástica.... Uma vez que nesses materiais a fase elástica é muito pequena... são cuidados necessários para evitar ..Fórmulas Do mesmo modo que nos ensaios de tração......Compressão em materiais dúcteis Compressão em materiais frágeis Nos materiais dúcteis a compressão vai provocando uma deformação lateral apreciável.. limite de escoamento e módulo de elasticidade.. qual a tensão absorvida pelo corpo de prova (T) e deformação do mesmo ()? O módulo de elasticidade do aço (E) é 210. o limite de resistência à compressão é calculado pela carga máxima dividida pela seção originaldo corpo de prova.......000 MPa....... . 10 . Exercícios 1) Um corpo de prova de aço com diâmetro d = 20 mm e comprimento mm será submetido a um ensaio de compressão. sem que ocorra a ruptura. O ensaio de compressão é mais utilizado para materiais frágeis. A única propriedade mecânica que é avaliada nos ensaios de compressão de materiais frágeis é o seu limite de resistência à compressão..000 N. Compressão .......... Essa deformação lateral prossegue com o ensaio até o corpo de prova se transformar num disco... L = 60 força F qual a igual a 2) Qual o limite de resistência à compressão (LR) de um material que tem 400 mm2 de área da seção transversal e que se rompeu com uma carga de 760 kN? 3) Garantir o paralelismo entre as placas da máquina de ensaio e limitar o comprimento dos corpos de prova.... Se for aplicada uma de 100...... não é possível determinar com precisão as propriedades relativas a esta fase... As propriedades mecânicas mais avaliadas por meio do ensaio são: limite de proporcionalidade... nos ensaios de compressão. ...... os ensaios de tração e dureza se destacam pela facilidade de execução e de reprodutibilidade dos resultados...Ensaio de Dureza 6) Ensaios de compressão costumam ser realizados em produtos acabados.. e laminados devido à vantagem de fornecer dados quantitativos das características de resistência à deformação permanente das peças produzidas. tratamentos superficiais. qual o valor aproximado da resistência à compressão deste material? Introdução Num contexto de busca contínua da qualidade..... e o ensaio de tração. tais como .Exercícios 4) Na compressão de metais dúcteis não é possível determinar: a) ( ) o limite elástico.... 11 ...... Dos ensaios mecânicos mais conhecidos.. b) ( ) o limite de escoamento. vidros.. 5) Nos ensaios de compressão de materiais frágeis. a propriedade mecânica avaliada é: a) ( ) limite de proporcionalidade. Esse ensaio é amplamente utilizado na indústria de componentes mecânicos.. a verificação das propriedades mecânicas e microestruturais são de extrema importância.. ... 7) Sabendo que um ferro fundido apresenta 200 MPa de resistência à tração.. c) ( ) a deformação. Aula 8 .. após o processo siderúrgico de obtenção do aço.... devemos considerar que a matéria prima para indústria metal-mecânica é um requisito básico para a manufatura de componentes de alta qualidade.... d) ( ) o limite de ruptura... Introdução O ensaio de dureza fornece a medida da resistência de um material a uma deformação plástica permanente. c) ( ) limite de resistência. É utilizado como um ensaio para controle das especificações da entrada de matéria prima e durante as etapas de fabricação de componentes.. Dentro do universo da manufatura mecânica... é largamente usado para (obtenção) conhecimento das propriedades mecânicas tanto de resistência quanto de ductilidade dos materiais. b) ( ) limite de elasticidade....... d) ( ) limite de escoamento... Vickers e Brinell. Rockwell. Vickers). Fácil utilização. Consiste na impressão de uma pequena marca (identação). Rockwell: Identador – esfera ou cone de diamante Equipamento portátil Vickers: Identador – pirâmide de base quadrada Brinell: Identador – esfera Equipamento bancada 12 . borracha e metais. envelhecimento ou tratamentos térmicos específicos. Não é utilizado para aço. Pouco preciso. b) Dureza de choque (Escala Shore). Na escala Mohs a maioria dos metais localiza-se entre os pontos 4 e 8. Impressão muito pequena. feita na superfície da peça pela aplicação de força com uma ponta de penetração (identador). contudo essa escala não permite uma definição adequada da dureza dos metais. Utilizada em polímeros. Principais métodos de ensaio de dureza: a) Dureza de risco (escala Mohs). adição de soluto. a) Dureza de risco (Mohs): Foi o primeiro método padronizado de ensaio de dureza baseado no processo de riscagem de minerais padrões (Mohs 1822). Equipamento portátil/bancada Possibilidade de medições em peças de grandes dimensões. A medida da dureza do material é dada como função das características da marca de impressão e da carga aplicada em cada tipo de ensaio de dureza realizado.Introdução Ensaios de Dureza Nos materiais metálicos. Os tipos mais comuns são: Rockwell. trabalho à frio. Principais características: - Indicação qualitativa (por comparação). c) Dureza de penetração (Brinell. Principais características: - Ensaios de Dureza Ensaios de Dureza b) Dureza de choque (Shore): c) Dureza de penetração: Mede a altura do ressalto de um peso que cai livremente até bater na superfície lisa e plana de um CP – (mede a energia cinética do peso absorvida pelo CP). a dureza pode ser alterada por tratamentos térmicos especiais. Vantagens . Brinell: Identador – esfera 13 . Esta representação vem do inglês Hardness Brinell.Não aplicável à peças finas. porém exigem alguns cuidados: Máquina de dureza Dureza Brinell Dureza Brinell Consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço endurecido ou de carbeto de tungstênio. sobre uma superfície polida e limpa de um metal através de uma carga F.Recuperação elástica. durante um tempo t.Método lento. A dureza Brinell (HB) é a relação entre a carga aplicada (F) e a área da calota esférica impressa no material ensaiado (Ac). .Ensaios de Dureza Ensaios de Dureza Os ensaios de dureza por penetração são os mais utilizados na atualidade.Baixo custo e simples operação.Conhecimento aproximado do Rm. de diâmetro D. A dureza Brinell é representada pelas letras HB. Limitações . . .Uso em materiais de estrutura interna não uniforme. .. que quer dizer dureza Brinell.Ensaio não destrutivo. . a relação é igual a uma constante chamada fator de carga. se você dispuser de uma tabela apropriada. proposto por Brinell.25 a 0. Dureza Brinell Escolha das condições de ensaio (cont. é realizado com carga de 3. usando cargas e esferas diferentes. A impressão será considerada ideal se o valor de d ficar na média entre os dois valores anteriores. é possível chegar ao mesmo valor de dureza.5 do diâmetro da esfera D.) Para padronizar o ensaio.5 mm de diâmetro e aplicou-se uma carga de 187. ou seja.Dureza Brinell EXEMPLO 1: Uma amostra foi submetida a um ensaio de dureza Brinell no qual se usou uma esfera de 2. 0.5 kgf. As medidas dos diâmetros de impressão foram de 1 mm.000 kgf e esfera de 10 mm de diâmetro. ou seja. desde que se observem algumas condições: Dureza Brinell Os cálculos anteriores são dispensáveis. foram fixados valores de fatores de carga de acordo com a faixa de dureza e o tipo de material. 14 . é igual a uma constante chamada fator de carga. Porém. Qual a dureza do material ensaiado? Dureza Brinell Escolha das condições de ensaio O ensaio padronizado. de aço temperado.375 mm. deve-se manter constante a relação entre a carga (F) e o diâmetro ao quadrado da esfera do penetrador (D2). 1) A carga será determinada de tal modo que o diâmetro de impressão d se situe no intervalo de 0. 2) Para obter um diâmetro de impressão dentro do intervalo citado no item anterior. O quadro a seguir mostra os principais fatores de carga utilizados e respectivas faixas de dureza e indicações. exemplo O diâmetro da esfera é determinado em função da espessura do corpo de prova ensaiado.dureza Brinell (HB): 180 Essas chapas devem ser submetidas ao ensaio de dureza Brinell para confirmar se estão de acordo com as especificações.00 Para durezas Brinell maiores que 380HB. a relação não deve ser aplicada. carga e tempo de aplicação da carga. pois a dureza passa a crescer mais rapidamente que o limite de resistência à tração. No caso da norma brasileira.45 Cobre recozido 5. a espessura mínima do material ensaiado deve ser 17 vezes a profundidade da calota.40 Aço-liga tratado termicamente 3.000 kgf. em função do fator de carga escolhido. medido com uma esfera de 10 mm de diâmetro e uma carga de 1. o símbolo HB recebe um sufixo formado por números que indicam as condições específicas do teste. O quadro a seguir mostra os diâmetros de esfera mais usados e os valores de carga para cada caso.30 Latão encruado 3.53 / espessura mínima do material = 9. A espessura mínima é indicada em normas técnicas de método de ensaio.20 Alumínio e suas ligas 4. Material Exemplificando: Um valor de dureza Brinell 85. sempre que se tratar do ensaio padronizado.60 Aço-carbono tratado termicamente 3. Dureza Brinell Dureza Brinell Representação dos resultados obtidos Relação entre Dureza Brinell e o Limite de Resistência (Rm) O número de dureza Brinell deve ser seguido pelo símbolo HB. aplicada por 30 segundos.) Escolha das condições de ensaio . na seguinte ordem: diâmetro da esfera. Resposta: p = 0. Devem ser usadas esferas menores. A relação é a seguinte: Em outras condições.01mm Conclusão: as chapas de 4 mm não podem ser ensaiadas com a esfera de 10 mm. Uma empresa comprou um lote de chapas de aço carbono com a seguinte especificação: . sem qualquer sufixo.Dureza Brinell Dureza Brinell Escolha das condições de ensaio (cont. é representado da seguinte forma: 85HB 10/1000/30 Rm (MPa) = *HB (kgf/mm2) α Aço-carbono 3. Nosso problema consiste em saber se essas chapas podem ser ensaiadas com a esfera de 10 mm. Existe uma equação empírica que fornece uma estimativa do Rm pela medida de dureza Brinell. com aplicação da carga durante 15 segundos.espessura: 4 mm . 15 . Penetradores cônicos de diamante Principais características: . kgf por .15. Cite dois exemplos de materiais que devem ser ensaiados nessas condições? 3) Num ensaio de dureza Brinell com esfera de 2.. 3.5mm foi de 0.187.5 .Exercícios 1) No ensaio Brinell padronizado utiliza-se uma esfera de .0 .Esferas de aço endurecidas : 1.Comum (máquina padrão) ..5 kgf por 30 segundos.70 . Dureza Rockwell Dureza de penetração tipo Rockwell: Rockwell: Identador – esfera ou cone de diamante Dureza Rockwell Escalas mais utilizadas nos processos industriais A aplicação da pré-carga é necessária para eliminar a ação de eventuais defeitos superficiais e ajudar na fixação do corpo de prova no suporte.000 ..Dureza Brinell .12.35 . 30. 6.. a seguir.Fácil execução. O Índice HR é determinado pela diferença na profundidade de penetração de uma carga inicial (pré-carga) seguida de uma carga principal. 45 .05 mm e a dureza HB de 69. c) ( ) 10 .Rápido.. b) ( ) 3. 5) Calcule a dureza Brinell de um material. 2) A relação de um ensaio é igual a 30. Tipos: ..85 mm.750 .0 60.18 .5 . 16 . cuja calota esférica mede 4.0 3. Qual o valor da dureza Brinell? Dureza Rockwell Dureza de penetração tipo Rockwell: É o tipo de dureza por penetração mais utilizado em função do resultado ser lido direta e automaticamente na máquina de ensaio.15. o diâmetro da calota esférica impressa no material foi de 1...59 . além de causar pequena deformação permanente.. a carga aplicada 3000kgf e o diâmetro da esfera é de 10mm? 6) Interprete a seguinte representação de dureza Brinell: 120HB 5/250/30.Livre de erros humanos.10..5mm. eliminando erros devido a deformação elástica.... . segundos.. mm de diâmetro e aplica-se uma carga de .3.000 .. . . d) ( ) 10 . para materiais que apresentam dureza HB entre 90 e 415..10. Ensaio de Dureza Pré-Carga (kgf) Carga Principal (kgf) Penetradores Rockwell Comum Rockwell Superficial 10.Superficial (máquina mais precisa). a) ( ) 2.5 mm e aplicação de uma carga de 62. Represente este resultado... 100 e 150 15.3. 4) Uma liga dura de alumínio passou pelo ensaio de dureza Brinell pelo tempo padrão e o diâmetro de impressão produzido pela esfera de 2. Veja.HR) HR superficial: P = 0. É possível obter a medida aproximada desta profundidade (P). por exemplo. a espessura mínima do corpo de prova deve ser 17 vezes a profundidade atingida pelo penetrador.64 é o valor de dureza obtido no ensaio. . . no exemplo C.a última letra. a partir do valor de dureza indicado na escala da máquina de ensaio.001 x (100 .HR indica que se trata de ensaio de dureza Rockwell.Dureza Rockwell Escalas mais utilizadas nos processos industriais Dureza Rockwell Representação da dureza Rockwell O número de dureza Rockwell deve ser seguido pelo símbolo HR. Entretanto. Por exemplo. a profundidade aproximada de penetração que será atingida ao ensaiar um material com dureza estimada de 40HRC é de 0. indica qual a escala empregada.001 x (100 . Como você interpreta o seguinte resultado: 50HR15N? Dureza Rockwell Dureza Rockwell Profundidade de Penetração Profundidade de Penetração De modo geral.HR) · Penetrador esférico: HR normal: P = 0.002 x (130 .002 x (100 . com um sufixo que indique a escala utilizada. utilizando as fórmulas a seguir: Exemplo: Qual deve ser a espessura mínima de uma chapa que será submetida ao ensaio de dureza Rockwell para um material com dureza esperada de 80HRB? · Penetrador de diamante: HR normal: P = 0.HR) 17 . não há meios de medir a profundidade exata atingida pelo penetrador no ensaio de dureza Rockwell.HR) HR superficial: P = 0.12 mm. a interpretação do resultado 64HRC: . 3) O ensaio de dureza Rockwell normal utiliza as cargas maiores de: a) ( ) 60 . c) ( ) permite leitura direta do resultado do ensaio na própria máquina.30 . b) ( ) deixa grandes marcas de impressão no material ensaiado. expressa em linguagem matemática é a seguinte: Conhecendo as medidas das diagonais.625 .24 mm e 0. com ângulo entre as faces oposta de 136° feita de diamante.Deformação nula do penetrador. após aplicação de uma força de 10 kgf.150 kgf.62. 4) Calcule a espessura mínima que deve ter uma chapa que será ensaiada pelo método Rockwell.25 . b) ( ) 15 . Dureza Vickers Limitações Cuidadosa preparação superfície. d) ( ) carga maior. a profundidade da impressão que serve como base da medida de dureza é causada pela: a) ( ) pré-carga.Dureza Rockwell . . . Vantagens .31.45 kgf. por meio de um microscópio acoplado. 2) No ensaio de dureza Rockwell.Método lento. c) ( ) 15. Por exemplo. É adequado para regiões pequenas e selecionadas e as impressões são medidas em microscópio. basta utilizar as fórmulas apresentadas. c) ( ) pré-carga mais carga maior. . Essa relação. d) ( ) serve para materiais heterogêneos.Exercícios 1) Assinale com um X as vantagens que o método de ensaio Rockwell apresenta em relação ao método de ensaio Brinell.Escala contínua de dureza.100 . .5 kgf. sabendo que a dureza estimada do material é 45 HRC.26 mm de medida de diagonal da impressão.Processo muito caro. . utilizando as fórmulas: A máquina que faz o ensaio Vickers não fornece o valor da área de impressão da pirâmide. é possível calcular a área da pirâmide de base quadrada (A) e a dureza do material. para encontrar o valor de dureza Vickers de um material que apresentou 0. a) ( ) permite avaliar a dureza de metais endurecidos.Grande precisão das medidas. da Vickers: Identador – pirâmide de base quadrada Dureza Vickers Cálculo da dureza Vickers Cálculo da dureza Vickers O valor de dureza Vickers (HV) é o quociente da carga aplicada (F) pela área de impressão (A) deixada no corpo ensaiado. mas permite obter. Dureza Vickers Este método é baseado na penetração de uma pirâmide de base quadrada. b) ( ) carga maior. menos pré-carga.Impressões pequenas. Resposta: HV = 296. d) ( ) qualquer valor de carga. as medidas das diagonais (d1 e d2) formadas pelos vértices opostos da base da pirâmide.7 18 . 162 mm e 0. d) ( ) ajuste do microscópio acoplado ao equipamento. A representação 440 HV 30 indica que o valor da dureza Vickers é 440 e que a carga aplicada foi de 30 kgf. O tempo normal de aplicação da carga varia de 10 a 15 segundos.Dureza Vickers Dureza Vickers Representação do resultado Microdureza Vickers A dureza Vickers é representada pelo valor de dureza. c) entre 1 kgf e 5 kgf. com carga de 5 kgf aplicada por 10 segundos. Quando ocorrem esses defeitos. as áreas de impressão são diferentes. c) ( ) o ângulo entre as faces do penetrador garante impressões proporcionais ao Brinell ideal. b) ( ) o penetrador tem a forma de pirâmide de base quadrada. a impressão produzida é microscópica. defeitos de impressão causados por afundamento do material nas faces de impressão podem ser corrigidos por: a) ( ) alteração da carga do ensaio. d) entre 5 kgf e 120 kgf. 19 . 2) No ensaio Vickers. podem ocorrer defeitos de impressão. o último número indica que a carga foi aplicada por 20 segundos. Dureza Vickers . b) ( ) aumento do tempo do ensaio. c) ( ) substituição do penetrador de diamante. embora as medidas das diagonais sejam iguais. Para aplicações específicas. Entretanto. Quando a duração da aplicação da carga é diferente. abaixo. 3) O ensaio de microdureza Vickers utiliza cargas: a) abaixo de 10 gf. deve apresentar os lados retos.164 mm. seguido do símbolo HV e de um número que indica o valor da carga aplicada. obtida num ensaio em que foi aplicada uma força de 5 kgf por 10 segundos? Dureza Vickers Defeitos de impressão Uma impressão perfeita.Exercícios 1) No ensaio de dureza Vickers o valor da carga não interfere no resultado da dureza. Represente a dureza desse material. utiliza-se o ensaio de microdureza Vickers. indica-se o tempo de aplicação após a carga. Na microdureza. voltadas principalmente para superfícies tratadas (carbonetação. d) ( ) o penetrador tem dimensões proporcionais à esfera do Brinell ideal. como mostra a figura ampliada. só que utiliza cargas menores que 1 kgf.000 gf. foram: 0. devidos ao afundamento ou à aderência do metal em volta das faces do penetrador. Por exemplo. no ensaio Vickers. 4) As diagonais medidas num ensaio de dureza Vickers. porque: a) ( ) o penetrador é feito de material indeformável. como a carga aplicada é pequena. têmpera) ou para a determinação de dureza de microconstituintes individuais de uma microestrutura. na representação: 440HV30/20. b) entre 10 gf e 1. Como você representa uma dureza Vickers 108. para um mesmo material. A microdureza Vickers envolve o mesmo procedimento prático que o ensaio Vickers.