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Apresent Cap3 4 compressao dureza

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Ensaio de Compressão
DEFINIÇÃO:
Aplicação de uma carga compressiva em um CP;
Mede-se a distância entre as placas de compressão e a carga aplicada
Muito empregado em materiais frágeis (FoFo, cerâmicos, aços ferramenta, aço rápido)
Dados quantitativos e é utilizado parametrizar condições de processos de conformação
Sofre influência: T, V, defeitos superficiais, microestrutura, geometria e ambiente
Resultados de ensaio são similares ao ensaio de tração;
MÁQUINA DE ENSAIO:
Aplica uma carga compressiva conhecida no CP Resultado do ensaio na forma de gráficos 
Carga (P) x Deslocamento (L).
P
P
h
0h
D
0
D
ff
Mesa
Placa
Móvel
Corpo
de prova
P
P
h0h f
Corpo
de prova
Trinca e 
ruptura
CORPO DE PROVA:
geralmente barra cilíndrica, mas pode ser aplicado
para qq. geometria (esforços normais e tangenciais);
comprimento l e diâmetro 2R;
PROPRIEDADES OBTIDAS:
 200
c
D.
P.4
S
P


Tensão Convencional :
Tensão Real :
 2r D.
P.4
S
P


h.
4
D.
h.
4
D.
2
0
2
0










h
h
.DD 02
0
2
como V = Vo
0
2
0
r
h.D.
h.P.4













00
0
0
c
h
h
1
h
hh
h
h
h
h
ln
h
h
ln
h
dh 0
h
0h 0
r  
Deformação Real :
O c
pT
Deformação
Tensão
de Tração
pC


T
CTensão
de Compressão
Lo
Lo
Lo
Lo
Lo
(e) Limite de Escoamento :
Quando não apresentar um patamar nítido, utiliza-se da convenção
de 0,2 % deformação
() Dilatação Transversal :
Equivale ao coeficiente de estricção na tração
o
of
S
SS 

(u) Limite de Resistência à Compressão :
Máxima tensão que pode suportar antes da fratura
PROCEDIMENTO DE ENSAIO:
» Norma técnica ASTM E 9 – 89
» Fixação do c.p.
» Relação ho/Do
» Deformação do CP
» CP preferencialmente cilíndricos, mas pode-se utilizar retangulares
ou quadrados
» Superfície isenta de defeitos
» Velocidade de ensaio da ordem de 0,005 mm/mm . min
»Dados de relatório:
identificação c.p.
geometria, dimensões e direção de laminação
velocidade
aspecto da Fratura
temperatura de ensaio
tipo de ensaio
INFORMAÇÕES ADICIONAIS:
0 3cm
Dilatação Transversal em Dúcteis Distribuição da pressão e tensão
Dúcteis
Frágeis
Tipos de Fraturas
ho
Do( )
% de Redução da Altura
Carga
Axial [N] 
Relação ho/Do
Dúcteis : 3 a 8
Frágeis : 2 a 3
Deformação (Tração)
Elástico


Elástico
Deformação (Compressão)
Tensão (Tração)
Tensão (Compressão)
Materiais Cristalinos
Deformação (Tração)


Elástico
Deformação (Compressão)
Tensão (Compressão)
Elástico
Tensão (Tração)
Elastômeros
Deformação (Tração)


Elástico
Deformação (Compressão)
Tensão (Compressão)
Elástico
Tensão (Tração)
Concreto
Madeira
0
80
60
40
20
0 20 40 60 80 100
% Água
Tensão de Ruptura
em Compressão [MPa]
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70
Razão Água-Cimento
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Resistência à compressão [MPa]
Temperatura média da reação = 20° C
Corpos de prova cilindricos: 15 x 30 cm
Após 1 dia
Após 3 dias
Após 7 dias
Após 28 dias
Concreto
Ensaio de Dureza
DEFINIÇÃO:
 Dureza é a resistência à deformação permanente
 Aplicação de uma carga na superfície da peça com um penetrador padronizado
 Características da marca de impressão (área ou profundidade) e da
carga aplicada dão a medida de dureza (no)
 Pode ser feito em peças acabadas
 Fornece dados quantitativos quanto a resistência à deformação
superficial
 Amplamente utilizado na indústria de componentes mecânicos,
tratamentos térmicos, vidros e laminados
 Sofre influência: tratamentos superficiais, anisotropia, microestrutura,
ambiente, densidade de discordâncias
d
D
P
Lateral
d
Impressão
Esfera de Aço (HBs) ou
Carbeto de Tungstênio (HBw)
(D = 10 mm)
t
P
Lateral
Impressão
Cone de Diamante
120
o
Rockwell (A, C, D)
P (60 kgf, 150 kgf, 100 kgf)
Rockwell (B, F, G)
P (100 kgf, 60 kgf, 150 kgf)
t
P
Lateral
Impressão
Esfera de aço
D = 1/16´´ - 1/8´´
P
Lateral Impressão
Pirâmide de Diamante
d1d1
136
o
Base quadrada
P
Lateral Impressão
Pirâmide de Diamante l
b
t
l/b = 7,11
b/t = 4,00
TIPOS:
Dureza por Risco:
 mais utilizados em minerais e pouco em metais
 capacidade de um material riscar o outro
 Dureza Mohs é a mais conhecida:
escala de 10 minerais padrões
(diamante, safira, topázio,
quartzo...........gesso, talco)
2
410
K


 Microdureza Bierbaum (K) : carga de 3 gf por 
um diamante igual a um canto de cubo
 [m]
Dureza por Rebote:
 Queda livre de um êmbolo com ponta padronizada
 Valor de dureza é proporcional à energia de deformação consumida
e representada pela altura de rebote
 Materiais mais dúcteis apresentam menor valor de altura que frágeis
 Mais conhecida é a Dureza SHORE
barra de peso 2,5 N (0,250 kgf)
ponta arredondada de diamante colocada em um tudo 
de vidro graduado de 0 a 140
altura padrão de 256 mm
leitura é realizada no momento de inversão do êmbolo
leve e portátil
peças acabadas
condições adversas
0
140
35
70
105
R
Escala
Ponta de
Diamante
Tubo de Vidro
Peça de Ensaio
Barra de Aço
de Massa 'm'
ho
H
L
h0, L, m, R
(Padronizados)
Dureza por Penetração:
BRINELL (HB): proposto em 1900 ( 1o industrialmente )
esfera de aço temperado ou carboneto de tungstênio
dureza = P / S (expressa em termos  )
Correlaciona a área de impressão
Tabelas técnicas de dureza ou fórmula
Valor numérico seguido do símbolo HB
Esfera de aço HBs
Esfera de carboneto de tungstênio HBw
Tempo de aplicação da carga 10 a 15 s
Geralmente utiliza-se esfera D = 10 mm
Tb esferas de D = 5, 2.5, 2, 1 mm
Cargas e diâmetros : relação P / D2 = cte
Pelos menos 2 leituras (90o)
Maioria dos materiais :
carga 29,42 kN (3000 kgf) dureza até 450 HB
Materiais mais moles :
carga 14,70 kN (1500 kgf) carga de 4,9 kN (500 kgf)
Materiais mais duros : 
carga de 2,452 kN (250 kgf) dureza 450 e 650 HB
]N[P;
dDD.D.
P.2
102,0HB
22





 

d
D
P
Lateral
d
Impressão
Esfera de Aço (HBs) ou
Carbeto de Tungstênio (HBw)
(D = 10 mm)
D
d
CP
Esfera
P
CORPO DE PROVA:
Distância entre centros de impressão
4d da calota para ferrosos;
6d da calota para outros materiais
Distância da borda 
2,5d da calota 
Espessura mínima
10x a profundidade da calota 
2,5 d 4 d 2,5 d
10 p
p
Para materiais com alto grau de encruamento, ocorre 
amassamento das bordas
d ’ < d
Para materiais com pequeno encruamento, ocorre aderência
d ’ > d
d real
d
,
d real
,
d
INFORMAÇÕES ADICIONAIS:
- Norma NBR – 6394 (ABNT) ou ASTM E 10-93
- Pode ser considerado destrutivo
- Penetrador polido e isento de defeitos
- CP limpo, plano e bem fixado a máquina de dureza
- Indicado para microestrutura não uniforme (tamanho da impressão)
- Não recomendado para peças que sofreram cementação
Símbolo Diâmetro da Esfera 
[mm]
0,102.P / D2 Força P 
Valor Nominal
HBs (HBw) 10 / 3000 10 30 29,42 kN
HBs (HBw) 10 / 1500 10 15 14,71 kN
HBs (HBw) 10 / 1000 10 10 9,807 kN
HBs (HBw) 10 / 500 10 5 4,903 kN
HBs (HBw) 10 / 250 10 2,5 2,452 kN
HBs (HBw) 10 / 125 10 1,25 1,226 kN
HBs (HBw) 10 / 100 10 1 980,7 N
HBs (HBw) 5 / 7505 30 7,355 kN
HBs (HBw) 5 / 250 5 10 2,452 kN
HBs (HBw) 5 / 125 5 5 1,226 kN
HBs (HBw) 5 / 62,5 5 2,5 612,9 N
HBs (HBw) 5 / 31,25 5 1,25 306,5 N
HBs (HBw) 5 / 25 5 1 245,2 N
HBs (HBw) 2,5 / 187,5 2,5 30 1,839 kN
HBs (HBw) 2,5 / 62,5 2,5 10 612,9 N
HBs (HBw) 2,5 / 31,25 2,5 5 306,5 N
HBs (HBw) 2,5 / 15,62 2,5 2,5 153.2 N
HBs (HBw) 2,5 / 7,82 2,5 1,25 76,61 N
HBs (HBw) 2,5 / 6,25 2,5 1 61,29 N
HBs (HBw) 2 / 120 2 30 1,177 kN
HBs (HBw) 2 / 40 2 10 392,3 N
HBs (HBw) 2 / 20 2 5 196,1 N
HBs (HBw) 2 / 10 2 2,5 98,07 N
HBs (HBw) 2 / 5 2 1,25 49,03 N
HBs (HBw) 2 / 4 2 1 39,23 N
HBs (HBw) 1 / 30 1 30 294,2 N
HBs (HBw) 1 / 10 1 10 98,07 N
HBs (HBw) 1 / 5 1 5 49,03 N
HBs (HBw) 1 / 2,5 1 2,5 24,52 N
HBs (HBw) 1 / 1,25 1 1,25 12,26 N
HBs (HBw) 1 / 1 1 1 9,807 N
Correlação entre HB e limite de resistência à tração
.HBu 
Aço carbono 3,60
Aço Cr, Aço Mn, Aço Cr Mn 3,50
Aço Ni, Aço Cr Ni, Aço Cr Mo 3,40
Aço carbono tratado termicamente 3,40
Aço liga tratado 3,30
Latão encruado 3,45
Cobre recozido 5,20
Alumínio e suas ligas 4,00
 Devido ao tamanho da impressão, é o único aplicável
para FoFo 
 Não recomendado para materiais com tratamento
superficiais
 [Mpa]
Microconstituintes Dureza Brinell -
HB
Ferrita 80
Perlita grosseira 240
Perlita fina 380
Martensita 595
ROCKWELL (HR): Indústria Rockwell 1922 ( mais utilizado )
Penetrador diamante cônico 120o esfera de aço
endurecido
Aplicação de pré-carga e carga
Utiliza a profundidade, e não a área
Número seguido HR mais categoria 
Dividida em comum ou superficial
Cargas de 10, 60, 100 e 150 kgf comum
Cargas de 3, 15, 30 e 45 kgf superficial
Dividida de acordo com as cargas e penetradores
t
P
Lateral
Impressão
Cone de Diamante
120
o
Rockwell (A, C, D)
P (60 kgf, 150 kgf, 100 kgf)
Rockwell (B, F, G)
P (100 kgf, 60 kgf, 150 kgf)
t
P
Lateral
Impressão
Esfera de aço
D = 1/16´´ - 1/8´´
ESCALA PENETRADOR CARGA [kgf] LEITURA NA 
ESCALA
APLICAÇOES TÍPICAS
B Esfera 1,58 mm 100 vermelha FoFo(ferro fundido),aços não temperados
C Diamante (cone) 150 preta Aço temperado ou cementado
A Diamante (cone) 60 preta Metal duro, aço fundido/temperado/rápido
D Diamante (cone) 100 preta Aço fundido com reduzida espessura
E Esfera 3,175 mm 100 vermelha FoFo, ligas de alumínio e magnésio, metal duro
F Esfera 1,588 mm 60 vermelha Metais moles, ligas de cobre
G Esfera 1,588 mm 150 vermelha Bronze fósforo, ligas de berílio, FoFo maleável
H Esfera 3,175 mm 60 vermelha Alumínio, zinco, chumbo, abrasivos
K Esfera 3,175 mm 150 vermelha Metal duro e metais de baixa dureza
L Esfera 6,350 mm 60 vermelha Mesma Rockwell K , borracha e plásticos
M Esfera 6,350 mm 100 Vermelha Mesma Rockwell K e L, madeira e plásticos
P Esfera 6,350 mm 150 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plásticos
R Esfera 12,700 mm 60 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plásticos
S Esfera 12,700 mm 100 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plásticos
V Esfera 12,700 mm 150 Vermelha Mesma Rockwell K, L , M, P e R ou S 
CARGA APLICADA 
( kgf )
ESCALA N
Diamante 
ESCALA T
Esfera 1,588 mm
ESCALA W
Esfera 3,175 mm
ESCALA X
Esfera 6,350
mm
ESCALA Y
Esfera 12,700 mm
15 15 N 15 T 15 W 15 X 15 Y
30 30 N 30 T 30 W 30 X 30 Y
45 45 N 45 T 45 W 45 X 45 Y
Determinação da profundidade de impressão:
Penetrador de diamante Comum p = (100 – HR) . 0,002 [mm]
Superficial p = (100 – HR) . 0,001 [mm]
Penetrador esférico Comum p = (130 – HR) . 0,002 [mm]
Superficial p = (100 – HR) . 0,001 [mm]
Conversão dureza Rockwell em dureza Brinell
(HB)D.
P
C )(CHR 21 


C1 e C2 são constantes tabeladas
p = p2-p1 (variação na profundidade);
p2 = profundidade de penetração com a carga total; e
p1 = profundidade de penetração com a carga inicial (pré-carga).
ESCALA ROCKWELL C1 C2 (1/mm)
B 130 500
C 100 500
A 100 500
D 100 500
E 130 500
F 130 500
G 130 500
15 – N 100 1000
30 – N 100 1000
45 – N 100 1000
15 – T 100 1000
30 – T 100 1000
45 – T 100 1000
INFORMAÇÕES ADICIONAIS:
Norma NBR – 6671 (ABNT) ou ASTM E 18-94
Pode ser considerado destrutivo
Penetrador polido e isento de defeitos
Pré-carga de 3 s
Carga total de 1 a 8 s
C.P. limpo, plano e bem fixado a máquina de dureza
Distância entre centros de 3x p e 2,5x p das bordas
Espessura do C.P. 10 x maior que a profundidade da impressão
Não deve ocorrer impacto no momento da medida
Deve-se realizar o ensaio em materiais desconhecidos:
partindo de escalas mais altas para evitar
danos no penetrador,
seguido posteriormente, de escalas mais baixas
Vantagens: rapidez, exatidão, materiais duros,
pequena impressão
VICKERS (HV): Industria Vickers-Armstrong 1925 (similar Brinell)
Penetrador pirâmide diamante com ângulo de 136o
(similar ao ângulo da Brinell)
Correlaciona carga com a área da impressão
Aplicáveis em todos os materiais
Número seguido HV
Tabelas para conversão em função das diagonais
Dividida em comum ou superficial 
cargas de 5 a 100 kgf (49 a 980 N) comum
cargas de 2 a 5 kgf (1,96 a 49 N) pequena
cargas de 0,001 a 2 kgf (0,0098 a 1,92 N) microdureza
Também conhecida como dureza de pirâmide de
diamante
Aplicável em materiais muito finos, pequenos e
irregulares
]N[P;
d
P
.189,0HV
2
1









P
Lateral Impressão
Pirâmide de Diamante
d1d1
136
o
Base quadrada
P = carga [N];
d = comprimento da diagonal [mm] 
 = 136.
» Norma técnica NBR 6672 (ABNT) ou ASTM E 92 – 82(92)
» Fixação do CP
» Impressões pequenas, ensaios na própria peça
» Escala única de dureza
» Qualquer espessura de CP
» Cuidados especiais para microdureza
»Dados de relatório:
identificação c.p. dimensões e direção de laminação
tipo de ensaio e equipamento carga e penetrador
PROCEDIMENTO DE ENSAIO:
INFORMAÇÕES ADICIONAIS:
Relação entre dureza Vickers e p 
 Materiais Duros 2 a 3 p
Materiais Metais 3 a 4 p
Material Dureza Vickers 
(HV) [MPa]
Limite de Proporcionalidade 
[MPa]
Diamante
Alumina
Carboneto de Tungstênio
Berilio
Aço
Cobre Recozido
Alumínio Recozido
Chumbo
84.000
20.000
21.000
13.000
2.100
470
220
60
54.100
11.300
7.000
7.000
700
150
60
16
MICRODUREZA 
KNOOP (HK):
Penetrador de pirâmide alongada de diamante
Relação das diagonais de 7:1
Profundidade é 1/30 da diagonal maior
Valor deve ser multiplicado por 103
Materiais frágeis, vidro e camadas finas
Preparação cuidadosa da amostra
Recomendado polimento eletrolítico
Área e profundidade menores que a Vickers







2l
P
.2,14HK
P
Lateral Impressão
Pirâmide de Diamante l
b
t
l/b = 7,11
b/t = 4,00
Impressão na 
camada 
cementada
Impressão na 
camada não 
cementada
100 m
P = carga aplicada [gf];
l = comprimento da diagonal maior [m];
Método do Ensaio de Dureza Tipo da Ponta de Impressão Carga Aplicação
Brinell (HB)
Vickers (HV)
Rockwell
HRB, HRC, etc. 
Microdureza
Vickers (HV)
Knoop (HK)
Esfera de aço
10, 5 e 1 mm
Esfera de carboneto de tungstênio
Pirâmide de diamante, base 
quadrada e 136
Cone de diamante - 120 ou Esfera 
de aço diâmetro ´d´
Pirâmide de diamante, base 
quadrada e 136
Pirâmide de diamante, base rômbica 
(Razão 7:1)
Depende da razão P/D2
Acima de 3000 kgf para o aço 
1 a 120 kgf
Maior que
60 a 150 kgf
e menorque 10 kgf
1 a 1000 gf
Componentes fundidos, forjados e 
laminados;
Ferrosos e não-ferrosos, esfera de aço 
para durezas da ordem de 450 HB e 
esfera de carboneto de tungstênio para 
durezas da ordem de 650 HB.
Todos os aços e ligas não ferrosas. 
Materiais de alta dureza incluindo 
carboneto de tungstênio e cerâmicos.
Ferrosos e não ferrosos, forjados e 
fundidos
Camadas superficiais, folhas finas, 
arames, fases microscópicas, zona 
térmicamente afetada (ZTA) em soldas;







 2
1d
16
1

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