Objetivo Analisar a dureza de vários tipos de materiais, sendo estes sob diversas condições Introdução A dureza consiste numa medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada. Para determinar a dureza, há várias técnicas sendo que nestas técnicas um pequeno penetrador é forçado contra uma superfície do material a ser testado. A partir desse resultado, mede-se a profundidade ou o tamanho da impressão relacionando a um número, índice de dureza. Assim, quanto mais macio for o material, maior e mais profunda será a impressão e menor será o índice. Os valores da dureza são relativos, dependendo, assim, do tipo de técnica utilizada. Os ensaios de dureza são realizados frequentemente, porque são simples e baratos, não destrutivos (o corpo de prova não é fraturado e nem deformado drasticamente) e permitem determinar outras propriedades do material. Existem vários tipos de ensaios de dureza, os principais são : A) O ensaio de dureza Brinell é realizado mais constantemente em corpos de alumínio, latão e aço recozido. As cargas são aplicadas utilizando-se de um penetrador de aço temperado em forma esférica. Este tipo de ensaio de dureza por penetração foi proposto por J. A. Brinell em 1900, sendo o tipo de ensaio mais usado na Engenharia até os dias atuais. O ensaio consiste em comprimir lentamente o penetrador esférico de diâmetro D por meio da aplicação de uma carga Q sobre uma superfície plana e polida durante um determinado espaço de tempo. Essa compressão provocará uma impressão permanente no metal com o formato de uma calota esférica de diâmetro d, que é medido por um microscópio óptico. O valor do diâmetro d deve ser a média de duas leituras, uma perpendicular à outra. A dureza Brinell (HB) é definida por:

2 2

D D D d

2 Q

HB

B) O ensaio de dureza Vickers é realizado em vários tipos de materiais. Esse ensaio de dureza foi introduzido em 1925 por Smith e Sandland e foi batizado com o nome Vickers porque a companhia Vickers-Armstrong Ltda foi a responsável pela fabricação das máquinas mais conhecidas por operar com esse tipo de dureza. A espécie de penetrador utilizado nesse tipo de ensaio é uma pirâmide de base quadrada, com ângulo de 136° entre as faces opostas. Com esse ângulo, pode-se produzir valores de impressão semelhantes aos da dureza Brinell. O penetrador é de diamante, sendo portanto praticamente indeformável. A forma da impressão é um losango regular. Com um microscópio óptico faz-se a leitura das medidas de suas diagonais, tirando-se uma média L. A dureza Vickers (HV) é obtida por meio da seguinte equação:

2 1 , 854 L Q HV =

C) O ensaio de dureza Rockwell é geralmente realizado em corpos de prova de aço temperado. Este tipo de ensaio de dureza foi introduzido em 1922 por Rockwell, motivo pelo qual leva o nome. Este ensaio oferece algumas vantagens bastante significativas sobre os demais, o que o faz um tipo de ensaio de extenso uso internacional. A dureza Rockwell elimina o tempo necessário para a medição de qualquer dimensão causada pela impressão, pois o valor da dureza do material é lido diretamente na máquina de ensaio, sendo portanto um ensaio mais rápido e menos sujeito a erros humanos. Além disso, utilizando-se penetradores pequenos, muitas vezes não danificamos a peça a ser usada como corpo de prova. O ensaio é baseado na profundidade da penetração. Além da aplicação da carga total sobre o penetrador, existe uma carga menor, a pré-carga, que é aplicada com o objetivo de eliminar os efeitos da deformação elástica do material. O valor da dureza Rockwell (HR), ao contrário dos valores obtidos nos demais ensaios, é adimensional. Nos ensaios Brinell e Vickers a distância mínima do centro de uma impressão ao bordo do corpo de prova ou ao bordo de qualquer outra impressão dever ser no mínimo de 2,5d. Materiais e métodos Foram colocados cinco tipos de materiais para serem analisados, sendo eles: Aço com baixo teor de carbono ABNT 1020 (1), aço com médio teor de carbono ABNT 1040 (2), aço liga com médio teor de carbono ABNT 8640 (3), aço com alto teor de carbono ABNT 1060 (4) e aço liga com alto teor de carbono VC 131 (5). Cada um desses materiais estavam em quatro condições diferentes: Revenido (1), temperado (2), normalizado (3) e recozido (4). Houve, no total, vinte peças analisadas. O teor de carbono influencia na dureza do material de forma direta. Conforme aumentamos o teor de carbono, aumentamos a dureza do material, pois o fator de empacotamento é elevado. Os tratamentos térmicos também influenciam na dureza do material. A têmpera por exemplo, modifica a microestrutura do material, elevando a sua temperatura e diminuindo bruscamente, aumentando a sua dureza. O material revenido, já passou pelo processo de têmpera, mas seus defeitos são corrigidos nesta etapa. A normalização visa a homogenização da estrutura e o aumento da dureza do material. Já o recozimento, é a elevação da temperatura acima da temperatura de recristalização, diminuindo a dureza do material submetido. A técnica utilizada para medir a dureza foi a Rockwell. Os ensaios de Rockwell são os mais utilizados para medir dureza devido à sua simplicidade. A combinação de diversos penetradores e cargas formam diferentes escalas, permitindo o ensaio em metais duros e macios. Os penetradores consistem em bolas de aço esféricas com diâmetro de 1.588 , 3.175, 6.350, 12.70 milímetros e um penetrador cônico de diamante usado para metais mais duros. O índice de dureza é determinado pela diferença na profundidade de penetração da aplicação de uma pré- carga seguida pela carga principal. Essa pré-carga garante maior precisão no ensaio.

Bibliografia [1]Callister, William D., Ciência e Engenharia dos materiais: uma introdução, Editora LTC, São Paulo, Brasil. 2000 [2]Souza, Sérgio Augusto de; Ensaios Mecânicos em materiais metálicos,Editora Edgard Blucher Ltda, São Paulo, Brasil, 1974