Ensaio de Dureza, Trabalhos de Engenharia de Alimentos

Baixe Ensaio de Dureza e outras Trabalhos em PDF para Engenharia de Alimentos, somente na Docsity!

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA

ENSAIO DE DUREZA

Disciplina: Mecânica dos Materiais Professor: Edilson Roth Alunas: Piero Pietro Paruchi Thiago Evaristo Wenceslau Moreno

PONTA GROSSA

Existem vários modos de definir dureza, como:

• Habilidade de um material absorver energia sem fraturar;
• Medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada (por exemplo, uma pequena impressão ou um risco);
• Propriedade mecânica largamente utilizada na especificação de materiais, nos estudos e pesquisas mecânicas e metalúrgicas e na comparação de diversos materiais.

O módulo de dureza é a densidade de energia de deformação quando o material é tensionado até o ponto de fratura. Quanto maior o módulo de dureza maior a habilidade de o material absorver energia sem fraturar. A técnica é baseada em um pequeno penetrador que é forçado contra a superfície de um material a ser testado, sob condições controladas de carga e taxa de aplicação. Faz-se a medida da profundidade ou do tamanho da impressão resultante, a qual por sua vez é relacionada a um número índice de dureza. Quanto mais macio o material, maior e mais profunda é a impressão e menor é o índice de dureza. As durezas medidas são apenas relativas e não absolutas, devendo tomar cuidado para não comparar valores determinados com técnicas diferentes. Os ensaios de dureza são realizados com mais freqüência do que qualquer outro ensaio mecânico por:

• serem mais simples e baratos;
• serem não destrutivos (não fratura o corpo de prova e é pouco deformado sofrendo apenas uma pequena impressão);
• outras propriedades mecânicas poderem ser estimadas a partir de dados obtidos para ensaios de dureza como o limite de resistência e a tração.

Sendo dividido em três tipos de ensaio:

• Por Penetração
• Por Choque
• Por Risco

Sendo o ensaio por penetração o mais utilizado, por ser mais viável e oferecer bons resultados. O ensaio por choque é pouco utilizado por ser um método muito sensível a erros, sendo que o ensaio por risco não é utilizado por ser muito impreciso.

O penetrador é em primeiro lugar aplicado à superfície do material de ensaio sob uma carga secundária de 10 kgf, sendo o objetivo penetrar nas imperfeições da superfície da peça. Após a carga de 10 kgf ser aplicada, um braço é acionado para aplicar a carga principal. Um mostrador graduado na máquina indica em escalas de dureza Rockwell, baseadas na profundidade da penetração sendo designadas por letras (A, B, C etc.), as quais devem sempre aparecer após a sigla HR para diferenciar e definir a dureza, a diferença em profundidade de penetração causada pelas cargas principal e secundária.. O número obtido de dureza é adimensional. O ensaio pode ser realizado em dois tipos de máquina que se diferenciam pela precisão dos componentes, tendo ambas a mesma técnica de operação: máquina padrão mede dureza Rockwell comum e a máquina mais precisa, dureza Rockwell superficial.

3 - Dureza Vickers

O ensaio de dureza Vickers também emprega o princípio de penetração. O penetrador é uma pequena pirâmide de diamante, cujo ângulo ao vértice é de 136°. A carga aplicada no penetrador pode ser variada entre 1 a 120 kgf por acréscimos selecionados. A dureza é determinada colocando um microscópio sobre a impressão. Entrando numa tabela preparada, pode-se obter o valor da dureza; ou pode-se usar a seguinte expressão:

Dureza Vickers = 1,8544 carga (kgf) (N/mm² ou kgf/mm²) diagonal² (mm²)

As vantagens deste método são: expressões extremamente pequenas que não inutilizam a peça; escala contínua; grande precisão de medida; deformação nula do penetrador; existência de apenas uma escala de dureza, aplicação para toda a gama de dureza encontradas nos diversos materiais; aplicação em qualquer espessura de material, podendo, portanto medir também durezas superficiais. O ensaio é, porém mais demorado e exige uma preparação cuidadosa do material a ser ensaiado para tornar nítida a impressão. Metais recozidos resultam numa diagonal maior que a real, e os encruados, menor.

4 - Microdureza

Projetado para medir a dureza de micro constituintes, isolados, e de metais de secções extremamente finas. O penetrador é uma ponta de diamante de alta precisão tendo três facetas em ângulos retos uma com a outra (representando a aresta de um cubo perfeito). A leitura da microdureza é determinada medindo-se a largura da impressão com um microscópio calibrado. Quando se emprega esta forma de penetrador, a dureza é inversamente proporcional ao quadrado da largura da impressão.

Por Choque

É um ensaio dinâmico que produz a impressão num corpo de prova por meio de um penetrador que bate na sua superfície plana. Esse choque pode ser produzido por meio de um pêndulo ou por quedo livre de um êmbolo, tendo na ponta o penetrador. Pela altura padronizada de queda do êmbolo (h), com um penetrador piramidal da ponta, de modo a não haver quase ressalto do penetrador.