Medida da dureza



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Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul

Faculdade de Engenharia

Departamento de Engenharia Mecânica e Mecatrônica

Profa. Eleani M. da Costa



TESTE DE DUREZA BRINELL


Desenvolvido por J. A. Brinell em 1900

Foi o primeiro ensaio de dureza por penetração padronizado e reconhecido industrialmente




  • A dureza depende diretamente das forças de ligação entre os átomos, íons ou moléculas e do estado do material (processo de fabricação, tratamento térmico, etc.)




  1. Princípio do método

Consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço temperado ou de carboneto de tungstênio, de diâmetro D, sobre um superfície plana por meio de uma carga P, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d.


  1. Cálculo da dureza Brinell:




Dureza= carga de impressão (N ou Kgf) = P

área da calota impressa (mm2) A
HB=P/Dp ou

OBS: Há tabelas que fornecem o valor da dureza Brinell a partir dos diâmetros da impressão em função da carga utilizada e do diâmetro da esfera.


  1. Condições do ensaio Brinell

O ensaio padronizado é realizado com esfera de aço temperado de 10mm e carga de 3000Kgf.

Porém, usando cargas e esferas diferentes é possível chegar ao mesmo valor desde que:





  1. Principais diâmetros de esferas usadas (D):



  1. Para padronização foram fixados os valores de fatores de carga (K)

Valores de dureza em função da relação P/D2



P/D2

Dureza (Kgf/mm2)

Materiais Ensaiados

30

90-415

  • Aços e ferros fundidos

10

30-140

- Cobre, alumínio e suas ligas mais duras

5

15-70

- Ligas anti-fricção, cobre, alumínio e suas ligas mais moles

2,5

Até 30

- Chumbo, estanho, antimônio e metais patentes

6- Preencha a tabela abaixo

Valores de P/D2 e de diâmetros de esfera recomendados no ensaio de dureza brinell


Diâmetro da Esfera

D em mm

P= 30D2

Kgf

P= 10D2

Kgf

P= 5D2

Kgf

P= 2,5D2

Kgf

10













5













2,5
















  1. Representação do valor de dureza obtido




  1. Espessura mínima a ser medida por Brinell




  1. Relação entre diâmetro e raio de curvatura:

OBS: Se o raio de curvatura é acentuado ocorre o escoamento lateral do material
ESCOLHA DO TIPO DE ESFERA (AÇO OU CARBONTEO DE TUGSTÊNIO)

Depende da faixa de dureza do material


ESCOLHA DO DIÂMETRO DA ESFERA E DA CARGA

Depende da faixa de dureza do material, das dimensões da peça, etc.

No entanto quanto maior a esfera, maior é a área abrangida na medida de dureza, ou seja, mais representativo é seu valor, principalmente para materiais com microestrutura heterogênea.
LIMITAÇÃO DO MÉTODO BRINELL

Não pode ser utilizado para peças muito finas e não é aplicável à materiais muito duros, como aço duro temperado, metal duro e outros de dureza idêntica ou superior à das esferas penetradoras.



CORRELAÇÃO ENTRE A DUREZA BRINELL E A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
=
ESTA RELAÇÃO NÃO DEVE SER APLICADA PARA DUREZAS MAIORES QUE 380 HB (a partir desse valor a dureza aumenta muito mais que a resistência)


Eleani M. da Costa

8- Uma empresa comprou um lote de chapas de aço carbono com a seguinte especificação: espessura=4mm, dureza: 180HB. Qual a carga e a esfera adequada para realizar o ensaio de dureza Brinell neste material com a finalidade de confirmar o valor de dureza especificado?







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