1.4.6- DUREZA TRAT. TÉRMICO

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Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota Engenheiro Mecânico e Metalúrgico

ENSAIOS DE DUREZA

UTILIZADOS NOS

TRATAMENTOS

TÉRMICOS

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 A dureza é uma propriedade mecânica largamente utilizada em estudos e pesquisas mecânicas e

metalúrgicas, e principalmente na especificação e comparação de materiais.

 Para o conceito de dureza são atribuídos diferentes significados, tais como medida de resistência do

material a ações de origem mecânica sobre sua superfície, resistência à penetração, à deformação plástica e ao risco.

 A dureza é uma propriedade mecânica largamente utilizada em estudos e pesquisas mecânicas e

metalúrgicas, e principalmente na especificação e comparação de materiais.

 Para o conceito de dureza são atribuídos diferentes significados, tais como medida de resistência do

material a ações de origem mecânica sobre sua superfície, resistência à penetração, à deformação plástica e ao risco.

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Primeiro ensaio de Dureza

Escala Mohs (1822)  1 – Talco  2 – Gipsita (Gesso)  3 – Calcita  4 – Fluorita  5 – Apatita  6 – Feldspato (Ortoclásio)  7 – Quartzo  8 – Topázio  9 – Safira  10 – Diamante

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ENSAIOS DE DUREZA

MANEIRAS DE MANISFESTAÇÃO DA DUREZA MANEIRAS DE MANISFESTAÇÃO DA DUREZA RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA AO CORTE AO CORTE AO RISCO AO RISCO À ABRASÃO À ABRASÃO À PENETRAÇÃO À PENETRAÇÃO MÉTODOS QUALITATIVOS MÉTODOS QUALITATIVOS MÉTODO QUALITATIVO E QUANTITATIVO MÉTODO QUALITATIVO E QUANTITATIVO

O conceito físico de dureza é divergente e depende de cada um ao estudar o assunto.

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Ensaio de Dureza

 A dureza é a propriedade mecânica de um material

apresentar resistência ao risco ou à formação de uma marca permanente quando pressionado por outro

material ou por marcadores padronizados. Os principais métodos de ensaio de dureza são: Brinell e Rockwell.

 Ensaio de Brinell: usa-se um penetrador de esfera de

aço temperado com diametro que varia entre 2,5 , 5 e 10mm. Aplicações: materiais moles e de média dureza.

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ENSAIO DE DUREZA

MANEIRAS DE MANISFESTAÇÃO DA DUREZA MANEIRAS DE MANISFESTAÇÃO

DA DUREZA RESISTÊNCIARESISTÊNCIA

AO CORTE AO CORTE AO RISCO AO RISCO À ABRASÃO À ABRASÃO À PENETRAÇÃO À PENETRAÇÃO MÉTODOS QUALITATIVOS MÉTODOS QUALITATIVOS MÉTODO QUALITATIVO E QUANTITATIVO MÉTODO QUALITATIVO E QUANTITATIVO

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Ensaio de Dureza Brinell

HB = 2 F

π D ( D - √D2 - d2 )

0,24D  d  0,6D

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ENSAIO DE DUREZA BRINELL

 Baseia-se no diâmetro da impressão

produzida no material.

 Carga e material da esfera depende da

dureza do material ensaiado.

 Relação carga – diâmetro deve seguir

normas aplicáveis.

 A espessura mínima do corpo de prova

depende da carga aplicada.

 Método usado em metais não ferrosos, fofo,

aços e em peças não temperadas.

HB = 2 F

π D ( D - √D2 - d2 )

HB = 2 F

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Dureza Brinell

 VANTAGENS:

 1- Baixo custo dos aparelhos

 2- Único utilizado na verificação de dureza de

metais

com estrutura não uniforme como ferros fundidos cinzentos

 3- Permite aplicação por meio de aparelhos

portáteis

 4- Carga e penetrador constante

para cada tipo de ensaio.

Equipamento para medição de dureza Brinell

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ENSAIO DE DUREZA BRINELL

REPRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

_ _ _ _ HB _ _ _ _ / _ _ _ _/ _ _ _ _ 1 2 3 4 5 CAMPO DESTINO 1 Número da dureza

2 Símbolo da dureza Brinell 3 Diâmetro da esfera

4 Carga aplicada

5 Tempo de aplicação da carga

Condição padrão de ensaio Æ esfera = 10mm carga = 3000kgf duração de aplicação da carga = 15s Representação do resultado Utilizar apenas campo 1 + campo2

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ENSAIOS MECÂNICOS – DUREZA BRINELL

 ENSAIO DE DUREZA BRINELL

 _{CUIDADOS ESPECIAIS}

 Espessura do cp no mínimo 10x a profundidade da

impressão

 Raio de curvatura da superfície, no mínimo 5x o

diâmetro da esfera

 Distância da extremidade da superfície até o centro

da impressão deve ser no mínimo 2,5x o diâmetro da impressão

 Distância entre centros das impressões deve ser de

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16

EM QUE CONSISTE O ENSAIO ROCKWELL:

 Neste método, a carga do ensaio é aplicada em etapas,

ou seja, primeiro se aplica uma pré-carga, para garantir um contato firme entre o penetrador e o material ensaiado, e depois aplica-se a carga do ensaio propriamente dita.

 A leitura do grau de dureza é feita diretamente num

mostrador acoplado à máquina de ensaio, de acordo com uma escala predeterminada, adequada à faixa de dureza do material, Figura 1.

Figura 1 – Mostrador das escalas de dureza Rockwell acoplado ao durômetro.

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DUREZA ROCKWELL

 PENETRADORES:

 Os penetradores utilizados no ensaio de dureza Rockwell

são do tipo esférico (esfera de aço temperado) ou cônico (cone de diamante com 120º de conicidade), Figura 2.

Figura 2 – Penetradores

utilizados no ensaio de dureza Rockell

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 Ensaio de Rockwell: além do penetrador de aço usa-se

também um cone de diamante de 120º. Aplica-se uma pré carga de 10Kgf e depois uma carga que varia entre 60, 100 e 150 Kgf. Aplicações: materiais moles, de media e alta dureza.

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mm mm

mm

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ENSAIO DE DUREZA ROCKWELL

REPRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

_ _ _ _ HR _ _ _ _ 1 2 3 CAMPO DESTINO 1 Número da dureza

2 Símbolo da dureza Rockwell

3 Escala Rockwell (normal ou superficial) de dureza

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24

Correção na dureza Rockwell devido a curvatura do corpo de prova

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MEDIDORES PORTÁTEIS DE DUREZA

Medidor portátil Brinell (Poldi) a- Haste do durômetro

b- Esfera de aço temperado de diâmetro igual a 10mm (penetrador)

c- Mola para pressão da esfera

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28

CÁLCULO DA DUREZA PORTÁTIL BRINELL

 HB₂ = Dureza desejada do corpo de prova  HB₁ = Dureza da barra padrão

 d₂ = Diâmetro da impressão do corpo de prova  d₁ = Diâmetro da impressão da barra padrão

2 F HB₂ = π D ( D - √D2_{– d} 22 ) HB₁ 2 F π D ( D - √D2_{– d} 12 ) HB₂ = d₁ HB1 d₂ 2 HB₂ = d₁2 HB₁ d₂2

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RELAÇÃO ENTRE DUREZA E LIMITE DE RESISTÊNCIA

* *

LR = 0,36 HB

0,36 p/ aços doce

0,34 p/ aços carbono temperado 0,33 p/ aços liga temperado 0,52 p/ cobre recozido

LR = 0,36 HB

0,36 p/ aços doce

0,34 p/ aços carbono temperado 0,33 p/ aços liga temperado 0,52 p/ cobre recozido * Dureza Brinell (N/mm2₎ L im it e d e R es is tê n ci a (N /m m 2 ) * * * * * * * * *

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ENSAIO DE DUREZA

 O que representa a Dureza?

RESISTÊNCIA À TRAÇÃO + LIMITE DE ESCOAMENTO + DUCTILDADE + OUTRAS RESISTÊNCIA À TRAÇÃO + LIMITE DE ESCOAMENTO + DUCTILDADE + OUTRAS MANISFESTAÇÃO COMBINADA MANISFESTAÇÃO

COMBINADA DUREZADUREZA

DUREZA EXCESSIVA

DUREZA

EXCESSIVA DUCTILIDADEPERDA DA

PERDA DA DUCTILIDADE

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VALORES DE DUREZA (REFERÊNCIA)

 Aço carbono recozido máximo = 180 HB  Aço liga recozido máximo = 250 HB

 Aço temperado e revenido = 50 - 65 HRc (500 – 700

HB)

 Bronze = 80 HB

 Junta soldada suscetível a trinca por hidrogênio  340 HB

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Portátil tecnológico:Dureza Leeb (popular Equotip)

 Este método usa um valor denominado número de dureza Leeb (L) que

é um número igual a razão entre a velocidade de rebote e a velocidade de impacto da esfera multiplicado por 1000. o durômetro expressa o valor de dureza neste número Leeb e também nos valores

equivalentes dos métodos Brinell, Rockwell ou Vickers.

 O durômetro calcula o número L eletronicamente pela seguinte

expressão:

L = 1000 x

V

rebote (repercussão)

V

impacto

O Equotip 3 fundiu a tecnologia atual com as sugestões dos cliêntes.

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DUROMETRO PORTÁTIL

O durômetro Equotip 3 é uma solução portátil e versátil para testes de dureza, usando a técnica de ricochete dinâmica de Leeb, que foi inventada pela Proceq

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ENSAIO DE DUREZA EM JUNTAS SOLDADAS

 ENSAIO DE DUREZA

 Tem o objetivo de determinar a dureza de um material

 Na soldagem a dureza é influenciada por:

 Composição química

 Efeitos metalúrgicos do processo  Grau de encruamento

 Tratamentos térmicos.

 Valores máximos de dureza determinados em normas.

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Tabela Comparativa Durezas BRINELL (HB) e ROCKWELL (Rc)

HB

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