Ensaios Mecânicos Aula 2 parte 1

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Ensaios de Conformação Mecânica 
Ensaio de Dureza 
Introdução 
Utilização 
A propriedade mecânica denominada dureza é 
largamente utilizada: 
 na especificação de materiais; 
 nos estudos e pesquisas mecânicas e metalúrgicas; 
 na comparação de diversos materiais. 
 
Introdução 
Conceito 
O conceito físico de dureza não tem um mesmo 
significado para todas as pessoas que tratam com 
essa propriedade: 
 Metalurgista 
 Engenheiro mecânico 
 Projetista 
 Técnico em usinagem 
 Mineralogista 
 
 
Introdução 
Conceito 
 Para um metalurgista 
Significa a resistência à deformação plástica 
permanente. 
 Para um engenheiro mecânico 
É definida como a resistência à penetração de um 
material duro no outro. 
 
 
Introdução 
Conceito 
 Para um projetista 
É considerada uma base de medida para o 
conhecimento da resistência e do tratamento 
térmico ou mecânico de um metal e da sua 
resistência ao desgaste. 
 Para um técnico em usinagem 
Fornece uma medida da resistência ao corte do 
metal. 
 
 
Introdução 
Conceito 
 Para um mineralogista 
Tem um significado de medir a resistência ao risco 
que um material pode fazer em outro. 
 
 
Introdução 
Ensaio de Dureza 
 Consiste na aplicação de uma carga na superfície 
do material empregando um penetrador 
padronizado, produzindo uma marca superficial 
ou impressão. 
 Medida é dada em função da: 
Marca de impressão; 
Carga aplicada em cada tipo ensaio realizado. 
 
 
Introdução 
Ensaio de Dureza 
 Primeiros ensaios foram baseados em minerais 
naturais (escala Mohs) 
 
 
Introdução 
Ensaio de Dureza 
 Ao longo dos anos foram desenvolvidas técnicas 
quantitativas de dureza: 
Um pequeno indentador é forçado contra uma 
superfície de um material a ser testado, sob 
condições controladas de carga e taxa de 
aplicação. 
 
 
Introdução 
Ensaio de Dureza 
 Os ensaios de dureza são realizados com maior 
frequência: 
São simples e baratos; 
O ensaio não deforma excessivamente o corpo de 
prova; 
Outras propriedades mecânicas podem ser 
estimadas. 
 
 
Introdução 
Ensaio de Dureza 
 É amplamente utilizado na indústria de 
componentes mecânicos e elétricos, tratamentos 
superficiais, vidros e laminados. 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Os principais métodos podem ser divididos em 03 
grupos: 
 RISCO 
 REBOTE 
 PENETRAÇÃO 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por RISCO 
 Baseado na escala Mohs; 
 Pouco utilizado 
nos materiais metálicos; 
 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por REBOTE 
 É um ensaio dinâmico cuja impressão na 
superfície do material é causada pela queda livre 
de um êmbolo com uma ponta padronizada de 
diamante e peso conhecido; 
 Método da dureza SHORE 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por REBOTE 
 Método da dureza SHORE 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por REBOTE 
 Método da dureza SHORE 
 É amplamente empregado na determinação da dureza de 
materiais metálicos finais ou acabados; 
 VANTAGENS 
 O equipamento é leve e portátil; 
 Adequado à determinação de durezas de peças grandes (cilindro 
de laminador, trens de pouso de avião e ensaios em campo); 
 Indicado no levantamento da dureza de peças acabadas; 
 Oportunidade de realização em condições adversas. 
 NORMA ASTM E448:2002 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por REBOTE 
 Método da dureza SHORE 
 Alguns estudos correlacionaram valores de dureza Shore ao 
limite de resistência à tração de aços-carbono. 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
 1º ensaio de penetração padronizado e 
reconhecido industrialmente. 
 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
 
 
 
 
Em que 
D=diâmetro do penetrador (mm); 
𝑑 =diâmetro média da impressão (mm); 
P=carga (N); 
0,102=fator de conversão para a carga de kgf para N 
𝐻𝐵 = 0,102.
2. 𝑃
𝜋. 𝐷. (𝐷 − 𝐷2 − 𝑑 2)
 
ℎ =
𝐷 − 𝐷2 − 𝑑 2
2
 
𝑃
𝐷2
= cte ou grau de carga 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
O diâmetro da esfera é determinado em função da 
espessura do corpo de prova ensaiado; 
A espessura mínima é indicada em normas técnicas 
de ensaio; 
NBR: A espessura mínima do material ensaiado 
deve ser 17 vezes a profundidade da calota. 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
 NBR NM-187-1:1999 
 ASTM E10:2007ª 
 
 O ensaio é usado em especialmente para a avaliação de 
dureza de metais não ferrosos, ferro fundido, aço, 
produtos siderúrgicos e em geral de peças não 
temperadas. 
 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell 
 
 
 
 
Métodos para a determinação da 
dureza 
Dureza por PENETRAÇÃO 
 Dureza Brinell