Ensaio de Dureza Vickers ūüí™ {Atualizado em 2021}

Ensaio de Dureza Vickers
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      • Este artigo pressup√Ķe que voc√™ tem conhecimentos b√°sicos sobre o ensaio de dureza. Siga o link para ter informa√ß√Ķes mais b√°sicas sobre ele.
O m√©todo de dureza Vickers, representado pela abrevia√ß√£o HV (Hardness Vickers), √© um ensaio em que um penetrador de diamante em forma de pir√Ęmide de base quadrada e √Ęngulo entre faces de 136° s√£o comprimidos contra a pe√ßa a ensaiar por uma for√ßa pr√©-determinada.

Veja que eu destaquei acima informa√ß√Ķes importantes que costumam cair na prova e confundir os candidatos a inspetor de soldagem. Essas costumam ser as diferen√ßas entre m√©todos mais "cobr√°veis" e por isso recomendo fortemente que voc√™ as memorize.

Ap√≥s a remo√ß√£o da for√ßa medem-se as diagonais da impress√£o e o n√ļmero de dureza Vickers √© calculado dividindo o valor da carga de ensaio P pela √°rea de impress√£o S.

O m√©todo de dureza Vickers fornece escala cont√≠nua de dureza que varia entre HV5 at√© HV1000 kgf/mm2 para cada carga utilizada. Os valores da dureza HV tamb√©m podem ser obtidos por meio de tabelas que acompanham as m√°quinas de dureza e mostram o valor em fun√ß√£o das diagonais (d) medidas na m√°quina e das cargas aplicadas dispon√≠veis.

A consulta a uma tabela de durezas é razoavelmente simples e pode ser cobrada na prova prática de dureza.

Representação dos Resultados

O n√ļmero de dureza Vickers acompanhado pelo s√≠mbolo HV com um sufixo em forma de n√ļmero (que indica a carga) ou por um segundo sufixo tamb√©m em forma de n√ļmero. Este segundo sufixo indica a dura√ß√£o de aplica√ß√£o da carga quando n√£o for utilizada as condi√ß√Ķes padr√Ķes de 10 a 15 segundos:

xxx HV yy /zz

Por exemplo. a interpreta√ß√£o do resultado 440HV30/20 indica um valor de 440(xxx) na escala de dureza Vickers, sob uma carga de 30 kgf (yy), aplicada por 20 segundos (zz). 

Este tipo de representa√ß√£o mais completa n√£o costuma ser usada no dia a dia de f√°brica (eu nunca vi), mas acredito que laborat√≥rios e experimentos cient√≠ficos possam usar. 

Mesmo assim quest√Ķes de n√≠vel mais dif√≠cil podem cobrar o conhecimento do significado de cada d√≠gito ou a ordem em que eles aparecem.

A terminologia mais utilizada é: 440HV, 330HV, 250HV etc... sendo implícito aí a carga de 10kgf. Muito raro, porém possível, é o uso da escala de 5kgf ou HV5, exemplo: 440HV5, 330HV5, 250HV5 etc...

Cargas

A carga para o ensaio Vickers deve ser aplicada progressivamente sem choque nem vibra√ß√Ķes por meio de um pist√£o movido por alavanca e mantida por um per√≠odo de 10 a 15 segundos. 

Em seguida, retira-se a carga e movimenta-se manualmente o microscópio de maneira a focalizar a impressão deixada pelo penetrador.

O penetrador, feito de diamante, tem tamanho praticamente indeform√°vel e permite impress√Ķes independentes da carga aplicada. Isso significa que para qualquer carga utilizada, o valor de dureza ser√° o mesmo para materiais homog√™neos.

A troca de carga é fundamental para obter uma impressão regular, sem deformação e de tamanho adequado para a medida no visor da máquina. E isso depende naturalmente da dureza do material ensaiado.

Para a dureza Vickers, as cargas recomendadas s√£o de: 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100 e 120 Kgf.

Para aparelhos especiais de micro-dureza, as cargas variam de 1 gf (grama força) a 1000 gf (1 kgf - kilograma força).

Aplicação

O método de dureza Vickers tem aplicação em uma ampla faixa de durezas encontradas nos diversos materiais.

O ensaio de dureza Vickers pode ser aplicado para qualquer espessura e, inclusive, pode ser utilizado para determinar durezas superficiais. Tudo isso graças à utilização de cargas relativamente baixas e do tipo de penetrador.

√Č poss√≠vel utilizar a microdureza para determinar a dureza individual de uma microestrutura, de superf√≠cies cementadas e temperadas. At√© pe√ßas extremamente pequenas e finas podem ter sua dureza determinadas pelo ensaio de dureza Vickers.

Esse tipo de dureza fornece uma escala contínua de dureza para cada carga usada mas também apresenta outras vantagens:
  • Impress√Ķes extremamente pequenas que n√£o inutilizam a pe√ßa,
  • Grande precis√£o de medida,
  • Deforma√ß√£o nula do penetrador,
  • Exist√™ncia de apenas uma escala de dureza,
  • Aplica√ß√£o para toda a gama de durezas encontradas nos diversos materiais,
  • Aplica√ß√£o em qualquer espessura de material, podendo medir tamb√©m dureza superficiais.
Muitas das aplica√ß√Ķes da dureza Vickers est√£o voltadas atualmente para o ensaio da micro-dureza (veja que eu destaquei acima). Assim, o uso da micro-dureza soluciona problemas tais como:
  • Determina√ß√£o das profundidades de superf√≠cies cementadas, temperadas, etc.;
  • Determina√ß√£o de componentes de uma microestrutura;
  • Determina√ß√£o da dureza em pe√ßas extremamente pequenas ou finas;
  • Determina√ß√£o da dureza em metais muito duros ou muito moles.
O ensaio de dureza tipo Vickers √© tamb√©m muito utilizado em juntas soldadas, em especial na detec√ß√£o de heterogeneidades. Estas podem ser devido a transforma√ß√Ķes metal√ļrgicas ocasionadas pelos ciclos t√©rmicos da soldagem.

Assim, determinam-se durezas das diversas zonas de uma junta soldada. Desde o metal de base que n√£o sofreu qualquer altera√ß√£o metal√ļrgica, at√© o metal que fundiu, passando pela zona afetada pelo calor (ZAC) e pela linha de liga√ß√£o. 

Isso permite detectar as transforma√ß√Ķes metal√ļrgicas capazes de comprometer o comportamento da junta soldada.

Cuidados Especiais

O método de dureza Vickers requer algumas providências para garantir resultados satisfatórios;
  • A superf√≠cie ou √°rea de interesse deve estar preparada atrav√©s de retifica√ß√£o/polimento, limpa e plana;
  • O acabamento da superf√≠cie deve ser tanto melhor quanto menor for a impress√£o;
  • Cuidado ao eliminar partes que foram cortadas ou afetadas pelo corte (durante a usinagem do corpo de prova);
  • A superf√≠cie do corpo de prova deve ser aproximadamente normal (ou perpendicular) ao eixo do penetrador. O desvio permitido no √Ęngulo √© um grau.
√Č poss√≠vel considerar dois tipos de desvio quanto a impress√£o obtida.

O primeiro √© o afundamento do metal ao redor das faces do penetrador, o que resulta em um valor “d” maior que o real.

O segundo tipo de erro √© devido √† ader√™ncia do metal ao redor das faces do penetrador, resultando em um valor “d” menor que o real.

Correção necessária a medida obtida no ensaio de dureza Vickers
Correção necessária a medida obtida no ensaio de dureza Vickers

Para os dois casos faz-se necessária uma correção de até 10% nos valores de dureza encontrados.

Para obter valores corretos de durezas medidas em superf√≠cies de formato esf√©rico ou cil√≠ndrico, os valores encontrados devem ser corrigidos de acordo com um quadro. 

Deve se considerar, em primeiro lugar, o quociente de d/D (d = diagonal m√©dia da impress√£o; D= di√Ęmetro da esfera ou cilindro) e em segundo, a multiplica√ß√£o dos fatores de corre√ß√£o pelo n√ļmero de dureza obtido no ensaio.

Equipamento

O equipamento para o ensaio de dureza Vickers √© constitu√≠do por um sistema de aplica√ß√£o de for√ßas, um penetrador de diamante em forma de pir√Ęmide de base quadrada e um  microsc√≥pio de grande amplia√ß√£o com micr√īmetro acoplado.

A verifica√ß√£o da calibra√ß√£o do equipamento √© id√™ntica ao dur√īmetro Rockwell, acrescido da exig√™ncia da verifica√ß√£o de medi√ß√Ķes ao microsc√≥pio. As medi√ß√Ķes ser√£o das diagonais da impress√£o ao inv√©s da profundidade.

Outros métodos de ensaio de dureza

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A√ßo Carbono,27,A√ßo Cromo,2,A√ßo Cromo Molibd√™nio,3,A√ßo Cromo N√≠quel Molibd√™nio,6,A√ßo Cromo Van√°dio,1,A√ßo Inoxid√°vel,11,A√ßo Mangan√™s,1,Afinidade-Eletronica,87,AISI,11,ASTM,72,Calor Espec√≠fico,30,Calor-Fusao,93,Calor-Vaporizacao,96,Composi√ß√£o Qu√≠mica,138,Condutividade-Eletrica,79,Condutividade-Termica,104,Densidade,240,Dilatacao-Termica,85,Distribuicao-Eletronica,109,Elementos-Quimicos,109,Eletronegatividade,102,Energia-de-Ionizacao,102,Ensaios Destrutivos,14,Estados-de-Oxidacao,104,Estrutura-Cristalina,95,Familia,78,Grupo,109,Isotopos,109,Livros,3,Massa Espec√≠fica,14,Massa-At√īmica,137,Massa-Molar,65,Massa-Molecular,46,Modulo-de-Elasticidade,81,Numero-Atomico,109,Periodo,106,Peso Espec√≠fico,87,Ponto-de-Ebuli√ß√£o,140,Ponto-de-Fus√£o,164,Potencial-de-Ionizacao,101,Propriedades,8,Qu√≠micas,20,Raio-Atomico,86,Raio-Covalente,87,Raio-Ionico,78,SAE 10XX,24,SAE 13XX,1,SAE 41XX,3,SAE 43XX,2,SAE 5XXX,2,SAE 61XX,1,SAE 86XX,3,SAE 93XX,1,Simbolo-Quimico,109,Termos T√©cnicos,30,Valencia,98,Viscosidade,49,Volume-Atomico,94,
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