Ensaios de dureza: qual o mais indicado para cada material?

O conhecimento das propriedades mecânicas de um material é de grande importância para determinar sua viabilidade em um projeto de engenharia. Dentre os diversos ensaios mecânicos responsáveis pela caracterização mecânica dos materiais, o ensaio de dureza é um dos mais importantes e aplicados.

Dureza é uma propriedade mecânica cujo conceito está relacionado à resistência que um material apresenta ao risco ou à deformação permanente quando pressionado por outro material ou por marcadores padronizados.

O significado de dureza varia conforme o contexto, por exemplo, durante um projeto, a dureza é base de medida servindo para a determinação da resistência mecânica, na usinagem para determinação da resistência ao corte, na mecânica para determinação da resistência à penetração, na mineralogia para determinação da resistência ao risco e na metalurgia para determinação da resistência à deformação plástica localizada e resistência ao desgaste.

 

Neste texto serão apresentados os principais tipos de ensaios de dureza, denominados Rockwell, Brinell, Vickers, Shore e IRHD, e suas características, visando a identificação das diferenças entre os tipos de ensaio para a determinação correta do ensaio a ser aplicado em cada situação.

Ensaio Rockwell

A dureza Rockwell é um método de medição direta da dureza e um dos mais utilizados para determinação dessa propriedade. O valor de dureza (HR) é determinado pela diferença entre a profundidade de penetração resultante da aplicação de uma pequena carga (pré-carga), seguida por outra de maior intensidade.

Uma vez que os resultados são lidos diretamente na máquina de ensaio, elimina-se a probabilidade de erros humanos e não requer habilidades especiais do operador, conferindo agilidade e rapidez ao método.

Ensaio Brinell

A dureza Brinell é empregada principalmente em materiais metálicos. O teste típico consiste na utilização de um penetrador de formato esférico com 10 mm de diâmetro (dependendo do material podem ser utilizados diâmetros iguais a 1, 2,5 e 5 mm) confeccionadas em aço temperado ou carbeto de tungstênio.

A carga aplicada durante o ensaio de dureza Brinell varia entre 1 a 3000 kgf e é mantida por um período entre 10 e 30 segundos. A carga aplicada é função do grau de carga (que varia de acordo com o material que será submetido ao ensaio) e do diâmetro do penetrador.

Ensaio Vickers

A dureza Vickers utiliza um único tipo de penetrador que consiste em uma pirâmide regular de diamante com base quadrada e ângulo entre as faces opostas igual a 136 °. O valor da dureza Vickers (HV), assim como no método Brinell é determinado pela razão entre a carga aplicada (kgf) e a área superficial da impressão (mm²).

Desse modo, também é necessária a habilidade do operador para determinação do tamanho das diagonais impressas no metal analisado, que é feita com o auxílio de lentes objetivas.

Ensaio Shore

O método Shore é indicado na avaliação da dureza superficial de polímeros. O método consiste em medir a profundidade da impressão deixada no material com a aplicação da carga localizada através de um penetrador.

O resultado do ensaio é apresentado diretamente no indicador do durômetro e é dependente de outros fatores além da dureza, como das propriedades viscoelásticas e da duração do ensaio, uma vez que os materiais submetidos ao método Shore possuem grande capacidade de absorver energia e se adaptar à deformação.

Ensaio IRHD

O ensaio de dureza IRHD (International Rubber Hardness Degree) é uma alternativa ao ensaio de dureza Shore em borrachas. Ele foi desenvolvido para produzir medidas com maior repetibilidade em amostras de diferentes formas e tamanhos quando comparado a dureza Shore.

O método consiste em medir a diferença de profundidade que um indentador esférico produz na amostra quando são aplicadas duas forças distintas, uma inicial menor e uma segunda força de maior intensidade. A escala IRHD foi desenvolvida de modo que o valor 0 represente um material com módulo de Young 0 e um valor de 100 represente um material com módulo de Young infinito.

O CCDM conta com infraestrutura completa para a realização desses ensaios de dureza e avalia as seguintes normas: ASTM E10, ASTM E18, ASTM E92, ISO 868, ASTM D2240, ASTM D1415, ASTM D785, NBR 7456.

Entre em contato conosco para saber mais sobre os ensaios de dureza que são realizados em nossos laboratórios

 

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