Introdução
O ensaio de dureza é muito utilizado
para pesquisas e estudos mecânicos e metalúrgicos. É também muito utilizada na
especificação e comparação de materiais.
Mas o que é dureza?
O conceito de dureza pode ter
diferentes significados, dependendo da área de aplicação. Sua conceituação é
difícil e entre os conceitos mais conhecidos destacam-se:
- Resistência a deformação plástica permanente (metalurgia);
- Resistência ao risco (mineralogia);
- Resistência a penetração de um corpo duro (mecânica).
Fatores que influenciam na dureza de uma junta soldada
Vários fatores influenciam a dureza
de uma junta soldada. Dentre eles citam-se:
- Composição química do metal de base;
- O grau de trabalho mecânico (encruamento) do metal de
base;
- Composição química do consumível;
- Efeitos metalúrgicos devido a soldagem;
- Tratamento térmico;
- Parâmetros de soldagem.
Ou seja, a dureza não é uma
propriedade absoluta.
Uma junta soldada apresenta regiões
bastante definidas, que são denominadas metal de base, zona afetada pelo calor
e zona fundida. Os limites máximos de dureza para estas regiões são definidos
por algumas normas e especificações.
Quando os limites são superados,
significa que a junta soldada pode estar comprometida devido a perda de
ductilidade.
Os métodos mais utilizados no ramo
da metalurgia e mecânica para determinação de dureza são Brinell, Rockwell e
Vickers.
Finalidade do ensaio de dureza
O ensaio de dureza é muito aplicado
para comparar materiais ou mesmo para especificar um material . É possível, por
meio de tabelas, obter uma correlação aproximada entre os métodos de
determinação de dureza Brinell, Rockwell e Vickers e os valores de limite de
resistência à tração.
Equipamento
As máquinas utilizadas no ensaio de
dureza (conhecidas também como durômetro de bacada) dos laboratórios podem ter
uma especialidade ou método. Em outras palavras, um durômetro para cada um dos
métodos, Brinell, Rockwell ou Vickers.
Mas também existe um durômetro
universal que pode executar ensaios de dureza por vários métodos (incluindo os
três principais métodos).
Métodos Tradicionais
Cada um possui seu próprio artigo. Saiba mais em:Métodos portáteis
Os ensaios relativos aos métodos
anteriormente são realizados em laboratórios, porém existem situações onde o
ensaio em laboratório não pode ser executado. Para ensaios em equipamentos ou
em peças de grande porte, opta-se pelo uso de medidores portáteis.
Há também a facilidade no seu
manuseio, pois podem ser utilizados em quaisquer outras posições além da
vertical. Os medidores portáteis de dureza são também chamados de durômetros
portáteis.
Você está procurando um durômetro portátil?
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Medidor Portátil para Dureza Brinell
Os durômetros portáteis mais
utilizados para o ensaio de dureza Brinell são o tipo Poldi e o tipo
Telebrineller.
Os dois trabalham com a comparação
das impressões produzidas ao mesmo tempo no material testado e numa barra
padrão de dureza conhecida.
As impressões são feitas por uma
"bolinha" de aço de 10 mm de diâmetro, através do impacto de um
martelo sobre um dispositivo de impacto ou haste do medidor.
De forma idêntica ao método
convencional, são feitas duas leituras de cada impressão por meio de uma lupa
graduada, e com os diâmetros médios da barra padrão determina-se, por tabelas
ou cálculo, a dureza da peça.
A dureza determinada por cálculo é
dada pela relação abaixo:
Cálculo da dureza brinell |
É desejável que a barra padrão seja
de dureza próxima à do material testado, e que o diâmetro da impressão não
passe de 4 mm.
O método não possui a precisão do
ensaio convencional, porém é satisfatório, entre outras aplicações, na
verificação de dureza de soldas após o tratamento térmico.
Este é o método que é usado para sua
avaliação na prova prática de dureza.
Medidor Portátil De Dureza Rockwell
O método se baseia no princípio da
medição da profundidade da impressão, característico do método.
Uma pré-carga de 0,05 kgf e logo
após uma carga de 5 kgf é aplicada manualmente por 2 segundos.
A leitura é
feita num mostrador com a indicação da ponta de uma coluna de fluído, que se
desloca num tubo fino. A altura ou comprimento da coluna de fluído é
proporcional a profundidade da mossa (ou impressão).
Devido à pequena impressão que o
aparelho provoca, ele pode ser posicionado em locais restritos tal como zona
afetada termicamente de solda.
Este equipamento pode utilizar
mostradores com escala Brinell ou Vickers no lugar da escala Rockwell C sendo,
neste caso, necessário utilizar também os penetradores dessas escalas.
Relação entre Dureza e Limite de Resistência a Tração
Existe uma correlação aproximada
entre os valores de dureza Brinell e os valores do limite de resistência a
tração dos aços. A correlação é aproximada em virtude das diversas composições
químicas e processos de fabricação dos aços.
Estas variações podem fazer divergir
os valores dos limites de resistência a tração obtida através dos valores de
dureza dos valores reais dos limites de resistência à tração.
Quando for necessária uma conversão
mais precisa, a mesma deve ser desenvolvida especificamente, por exemplo, para
cada composição química do aço, tratamento térmico, etc.
Existe uma relação que foi
determinada empiricamente entre dureza Brinell e a resistência à tração:
Limite de resistência = 0,36 X HB
Essa relação é aplicável apenas a
aços carbono e aços de médio teor de liga.
Sendo:
- limite de resistência em kgf/mm2
- HB = dureza Brinell, em kgf/mm2
Relações de conversão de dureza
Temos várias tabelas de conversão
para dureza. As tabelas da norma ASTM é a mais utilizada para a conversão entre
as várias escalas de dureza.
Entretanto, não se pode confiar
demasiadamente nos valores de dureza obtidos pela conversão de escalas, pois há
muitos fatores que impedem precisão nos resultados, tais como cargas e
penetradores diferentes, impressões de formas diversas, comportamento diferente
do material ensaiado sob a ação da carga (condições do encruamento resultante).
De qualquer modo, e considerando que
o ensaio de dureza não determina uma propriedade bem definida, as tabelas de
conversão, embora sejam relações empíricas, são de grande utilidade prática.
Referências Bibliográficas
Citação
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LUZ, Gelson. Ensaio de Dureza. Blog Materiais, [s. l], 2017. Disponível em: https://www.materiais.gelsonluz.com/2017/10/ensaio-de-dureza.html. Acesso em: XX de XXXX de 20XX.
Obs.: Esta citação segue a norma ABNT NBR 6023 (Sim ela foi revisada).
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