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Ensaio de Ensaio de

Dureza Brinell e Ensaio Dureza Brinell e Ensaio

Meyer Meyer

Luiz Alberto Munari 00039875 Camila da Silva Castro 00121834 Eric do Prado Valladares 00085408 Luiz Rebelatto Neto 00124709 Renan AndréCostenaro 00122638

Breve defini Breve definiçç ão de Dureza ão de Dureza

Na ciência dos materiais, dureza Na ciência dos materiais, dureza é a propriedade caracter a propriedade caracteríí stica stica de um material s de um material sóó lido, que expressa sua resistência a lido, que expressa sua resistência a defor ma defor maçç ões permanentes e est ões permanentes e estáá diretamente relacionada com diretamente relacionada com a for a forçç a de liga a de ligaçç ão dos ão dos á to mos. to mos.

Basicamente, a dureza pode ser avaliada a partir da Basicamente, a dureza pode ser avaliada a partir da capacidade de um material "riscar" o outro, como na popular capacidade de um material "riscar" o outro, como na popular escala de escala de

Mohs Mohs para os minerais, que para os minerais, que é uma tabela arbitrada uma tabela arbitrada de 1 a 10 na qual figuram alguns desses em escala crescente de 1 a 10 na qual figuram alguns desses em escala crescente a partir do talco ao diamante. a partir do talco ao diamante.

Outra maneira de avaliar a dureza Outra maneira de avaliar a dureza é verificar a capacidade de verificar a capacidade de um material penetrar o outro. Na engenharia e na um material penetrar o outro. Na engenharia e na metal metalúú rgia rgia , utiliza utiliza-- se o chamado se o chamado ensaio de penetra ensaio de penetraçç ão ão para a medi para a mediçç ão da ão da dureza. A partir de um referencial intermedi dureza. A partir de um referencial intermediáá rio, a dureza pode rio, a dureza pode ser expressa em diversas unidades. São comuns usar os ser expressa em diversas unidades. São comuns usar os

seguintes processos: que vamos apresentar
seguintes processos: que vamos apresentar

Brinell e Meyer Brinell e Meyer

Dureza Brinell Dureza Brinell

O O mé todo Brinell todo Brinelléé um m um méé todo de medi todo de mediçç ão da dureza, utilizado ão da dureza, utilizado principalmente nos materiais met principalmente nos materiais metáá licos. Este m licos. Este méé todo foi proposto em todo foi proposto em

1900, pelo engenheiro sueco 1900, pelo engenheiro sueco

Johan A. Brinell Johan A. Brinell . . É o primeiro ensaio o primeiro ensaio de dureza normatizado e amplamente utilizado na engenharia e de dureza normatizado e amplamente utilizado na engenharia e metalurgia metalurgia

O teste t O teste tíí pico consiste em um penetrador de formato esf pico consiste em um penetrador de formato esféé rico com 10 rico com 10 m de diâmetro, feito de a m de diâmetro, feito de açç o de elevada dureza ou de carbeto de o de elevada dureza ou de carbeto de tungstênio. tungstênio.

A carga aplicada varia entre 500 e 3000 kg e, durante o teste, a A carga aplicada varia entre 500 e 3000 kg e, durante o teste, a carga carga é mantida constante por um per mantida constante por um períí odo entre 10 e 30 segundos. odo entre 10 e 30 segundos.

O n O núú mero Brinell de dureza (HB) mero Brinell de dureza (HB) é fun funçç ão da carga aplicada e do ão da carga aplicada e do diâmetro da impressão resultante e pode ser obtido atrav diâmetro da impressão resultante e pode ser obtido atravéé s da s da seguinte rela seguinte relaçç ão: ão:

onde onde ““P””é o valor da carga aplicada (em kg), o valor da carga aplicada (em kg), ““D””é o diâmetro do o diâmetro do penetrador e penetrador e ““d””é o diâmetro da impressão resultante, ambos em o diâmetro da impressão resultante, ambos em mil milíí metros. metros.

Uma das grandes desvantagens do ensaio Brinell Uma das grandes desvantagens do ensaio Brinell é o o tamanho do penetrador, que muitas vezes causa danos tamanho do penetrador, que muitas vezes causa danos consider consideráá veis veis à pe peçç a analisada. a analisada.

Para garantir um bom resultado, a medi Para garantir um bom resultado, a mediçç ão do diâmetro ão do diâmetro da impressão deve ser feita em pelo menos duas da impressão deve ser feita em pelo menos duas dire direçç ões. Al ões. Aléé m disso, m disso, é necess necessáá rio manter a rela rio manter a relaçç ão ão constante para obter resultados adequados. constante para obter resultados adequados.

A dimensão da dureza Brinell A dimensão da dureza Brinell é

MPa e a uma das MPa e a uma das normas que a rege normas que a rege é a ASTM E10 a ASTM E10

(Standard Test (Standard Test

Method for Brinell Method for Brinell

Hardness Hardness of of

Metallic Metallic

Materials

A classe HBS ensaio de dureza com esfera temperada A classe HBS ensaio de dureza com esfera temperada utilizada para material com dureza Brinell <350 utilizada para material com dureza Brinell <350

A classe HBW ensaio de dureza com esfera de metal A classe HBW ensaio de dureza com esfera de metal duro utilizada para material com dureza Brinell <650 duro utilizada para material com dureza Brinell <650

Dureza Brinell Dureza Brinell

( .

Sc Dp D D D dpi

( .

Sc Dp

D D D d pi pi

Tabela exemplifica a aplicação da fórmula característica da Dureza Brinell

( .

HB D D D dpi=

O ensaio padronizado éfeito com carga de 3000 kg e esfera de 10mm de diâmetro de aço temperado. Porém, pode-se usar cargas e esferas diferentes chegando ao mesmo valor de dureza. Para isso: 0,25D < d < 0,5D –Onde d éo diâmetro de impressão e D éo diâmetro da esfera.

Para a condição anterior vejamos que éimportante manter a seguinte relação:

F/(D²) –Fator de Carga, onde F éa carga e D o diâmetro da esfera. Para essa relação, temos a seguinte tabela:

Escolha da Condi Escolha da Condiçç ão de Ensaio ão de Ensaio

Vantagens e limita Vantagens e limitaçç ões dos ões dos ensaios Brinell e Meyer ensaios Brinell e Meyer

O ensaio Brinell O ensaio Brinell é usado especialmente usado especialmente para avalia para avaliaçç ão de dureza de metais ão de dureza de metais ferrosos, ferro fundido, a ferrosos, ferro fundido, açç o, produtos o, produtos sider siderúú rgicos em geral e de pe rgicos em geral e de peçç as não as não te mperadas. te mperadas.

É o o ú nico ensaio utilizado e aceito para nico ensaio utilizado e aceito para ensaios em metais que não tenham ensaios em metais que não tenham estrutura interna uniforme. estrutura interna uniforme.

Vantagens e limita Vantagens e limitaçç ões dos ões dos ensaios Brinell e Meyer ensaios Brinell e Meyer

É feito em equipamento de f feito em equipamento de fáá cil opera cil operaçç ão. ão.

O uso deste ensaio O uso deste ensaio é limitado pela esfera limitado pela esfera empregada e suas rela empregada e suas relaçç ões. ões.

O ensaio est O ensaio estáá limitado a 500 HB, pois durezas limitado a 500 HB, pois durezas maiores danificariam a esfera temperada usada. maiores danificariam a esfera temperada usada.

A recupera A recuperaçç ão el ão eláá stica stica é uma fonte de erro, pois uma fonte de erro, pois o diâmetro da impressão não o diâmetro da impressão não é o mesmo o mesmo quando a esfera est quando a esfera estáá em contato com o metal e em contato com o metal e depois de aliviada a carga. Isso depois de aliviada a carga. Isso é mais sens mais sensíí vel vel quanto mais dura for a pe quanto mais dura for a peçç a a ser analisada a a ser analisada

Vantagens e limita Vantagens e limitaçç ões dos ões dos ensaios Brinell e Meyer ensaios Brinell e Meyer

O ensaio não deve O ensaio não deve ser realizado em ser realizado em superf superfíí cies cies cil cilíí ndricas com ndricas com raio de curvatura raio de curvatura menor que 5 vezes menor que 5 vezes o diâmetro da o diâmetro da esfera utilizada, esfera utilizada, porque haveria porque haveria escoamento lateral escoamento lateral do material e a do material e a dureza medida dureza medida seria menor que a seria menor que a real. real.

Vantagens e limita Vantagens e limitaçç ões dos ões dos ensaios Brinell e Meyer ensaios Brinell e Meyer

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