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Relatório de durezaa, Notas de aula de Mecânica dos Materiais

relatório de laboratório de dureza

Tipologia: Notas de aula

2023

Compartilhado em 29/09/2023

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felipe-rodrigues-palhas 🇧🇷

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Felipe Rodrigues Palhas
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Aula do dia: 21/08/2023
Ensaio de Dureza em materiais metálicos (Rockwell)
O ensaio de dureza Rockwell é um método de teste mecânico utilizado para determinar
a dureza de um material. A dureza de um material se refere à sua resistência à
deformação plástica permanente quando uma carga é aplicada. O objetivo principal do
ensaio de dureza Rockwell é medir a capacidade de um material resistir à penetração ou
indentação de um penetrador sob uma carga específica.
Existem várias escalas de dureza Rockwell, cada uma usando um penetrador específico
e uma carga padronizada. As etapas básicas do ensaio envolvem aplicar uma carga
inicial ao penetrador sobre a superfície do material, seguida por uma carga maior, e em
seguida, medir a profundidade da indentação resultante. A diferença de profundidade
entre as duas cargas é usada para calcular a dureza do material com base na escala
específica utilizada.
O ensaio de dureza Rockwell é amplamente utilizado na indústria devido à sua
simplicidade e rapidez. Ele fornece informações úteis sobre a resistência do material, a
qualidade do tratamento térmico e outras propriedades mecânicas. Isso é especialmente
importante em setores como a metalurgia, fabricação de peças, controle de qualidade e
engenharia de materiais, onde a seleção e avaliação dos materiais são cruciais para o
desempenho final dos produtos.
Basicamente é uma aplicação de força sobre um penetrador de tamanho, forma e
material especificados na superfície de um corpo de prova em dois níveis de força sob
condições especificadas (na norma). A força preliminar é aplicada e a profundidade de
penetração inicial é medida, seguida pela aplicação e remoção de uma força adicional
especificada, retornando à força preliminar. A profundidade final é então medida e o
valor de dureza Rockwell, é derivado da diferença, “h”, das profundidades final e inicial
e das duas constantes N e S conforme equação:
Dureza de Rockwell = N – h/s
Normas utilizadas: ABNT NBRISO6508-1, ABNT NBRISO6508-2 e ABNT NBRISO6508-
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Felipe Rodrigues Palhas

Aula do dia: 21/08/

Ensaio de Dureza em materiais metálicos (Rockwell)

O ensaio de dureza Rockwell é um método de teste mecânico utilizado para determinar a dureza de um material. A dureza de um material se refere à sua resistência à deformação plástica permanente quando uma carga é aplicada. O objetivo principal do ensaio de dureza Rockwell é medir a capacidade de um material resistir à penetração ou indentação de um penetrador sob uma carga específica. Existem várias escalas de dureza Rockwell, cada uma usando um penetrador específico e uma carga padronizada. As etapas básicas do ensaio envolvem aplicar uma carga inicial ao penetrador sobre a superfície do material, seguida por uma carga maior, e em seguida, medir a profundidade da indentação resultante. A diferença de profundidade entre as duas cargas é usada para calcular a dureza do material com base na escala específica utilizada. O ensaio de dureza Rockwell é amplamente utilizado na indústria devido à sua simplicidade e rapidez. Ele fornece informações úteis sobre a resistência do material, a qualidade do tratamento térmico e outras propriedades mecânicas. Isso é especialmente importante em setores como a metalurgia, fabricação de peças, controle de qualidade e engenharia de materiais, onde a seleção e avaliação dos materiais são cruciais para o desempenho final dos produtos. Basicamente é uma aplicação de força sobre um penetrador de tamanho, forma e material especificados na superfície de um corpo de prova em dois níveis de força sob condições especificadas (na norma). A força preliminar é aplicada e a profundidade de penetração inicial é medida, seguida pela aplicação e remoção de uma força adicional especificada, retornando à força preliminar. A profundidade final é então medida e o valor de dureza Rockwell, é derivado da diferença, “h”, das profundidades final e inicial e das duas constantes N e S conforme equação: Dureza de Rockwell = N – h/s Normas utilizadas: ABNT NBRISO6508-1, ABNT NBRISO6508-2 e ABNT NBRISO6508- 3

Existem algumas escalas para representar a dureza dos materiais, as mais usadas são: A , B e C sendo indicadas respectivamente por HRA , HRB e HRC. Escala C :  Cone de diamante e carga de 150kgf  Para esta escala trabalha-se na faixa de valores de 20 a 70; Para valores abaixo de 20 HCR comuta-se para escala B (sendo uma escala inferior em relação à C) Escala B

  • Esfera de aço e carga de 100 kgf
  • Para esta escala trabalha‐se na faixa de 50 a 100. Para valores inferiores a 50 HRB comuta‐se para a escala A Escala A
  • Cone de diamante e carga de 60 kgf Espessura mínima para ensaio: 10 x a profundidade de impressão. No experimento feito em sala de aula os materiais usados foram:
    1. Máquina de dureza Rockwell (Fabricante: Zwick // Modelo: ZHR) *Composta por um penetrador, botões digitais de auxílio, mesa reguladora de superfície lisa (polida) e uma telinha para representação dos resultados.

Cobre: 24,5 HRA Latão: 43,5 HRA Aço 1045 (s/ temperar): 55,6 HRA Aço 1045 (temperado): 78,4 HRA (como passou de 70, teria que usar uma escala maior, nesse caso a Rockwell B) O que podemos concluir com os ensaios realizados.  Ranking de dureza dos materiais analisados:

  1. Aço 1045 temperado (material mais duro analisado)
  2. Aço 1045 s/ temperar
  3. Latão
  4. Alumínio
  5. Cobre (material mais mole analisado)  Qualidade de um tratamento térmico: O ensaio de dureza pode revelar informações sobre a qualidade de um tratamento térmico aplicado ao material. Mudanças na microestrutura do material resultantes do tratamento térmico podem ser refletidas em mudanças na dureza. Isso é crucial para garantir que as peças metálicas tenham as propriedades desejadas após o tratamento.  Controle de Qualidade: Na indústria de manufatura, o ensaio de dureza é uma ferramenta essencial no controle de qualidade. Ele permite verificar se os materiais recebidos atendem às especificações exigidas. Além disso, é usado para monitorar a consistência do processo de fabricação, garantindo a qualidade uniforme das peças.  Design e Engenharia: Conhecer a dureza de um material é essencial ao projetar componentes e estruturas. Isso auxilia os engenheiros na seleção de materiais que atendam aos requisitos de resistência e durabilidade para uma aplicação específica.  Prevenção de Falhas: A dureza do material está diretamente relacionada à sua resistência ao desgaste e à fratura. Saber a dureza de um material permite antecipar possíveis falhas e desgastes prematuros, possibilitando a tomada de medidas preventivas.  Custos e Eficiência: Selecionar o material adequado desde o início pode economizar custos de produção e manutenção a longo prazo. Materiais inadequados podem levar a retrabalhos, substituição de peças defeituosas e falhas prematuras. Em suma, um ensaio de dureza fornece informações cruciais sobre as propriedades mecânicas dos materiais, ajudando as empresas a tomar decisões informadas sobre seleção de materiais, processos de fabricação, controle de qualidade e prevenção de falhas, o que, por sua vez, contribui para produtos de maior qualidade, durabilidade e eficiência de um projeto feito.

Referências bibliográficas:

https://www.gedweb.com.br/aplicacao/usuario/asp/resultado_avancado.asp?opc= https://www.gedweb.com.br/visualizador-docviewer/esta-norma-te-atende?nbr= https://www.gedweb.com.br/aplicacao/usuario/asp/detalhe_nbr.asp?nbr= https://www.gedweb.com.br/aplicacao/usuario/asp/detalhe_nbr.asp?nbr= https://www.mackenzie.br/fileadmin/ARQUIVOS/Public/top/midias_noticias/editora/ 2022/Guia_Mackenzie_2021_revisado.pdf https://graduacao.mackenzie.br/pluginfile.php/267550/mod_resource/content/4/Ensaio %20de%20Dureza%20MZ.pdf