A capacidade de um material metálico de resistir à penetração de objetos duros na superfície é chamada de dureza. De acordo com diferentes métodos de ensaio e escopo de aplicação, a dureza pode ser dividida em dureza Brinell, dureza Rockwell, dureza Vickers, dureza Shore, microdureza e dureza em altas temperaturas. Existem três durezas comumente utilizadas para tubos: dureza Brinell, dureza Rockwell e dureza Vickers.
A. Dureza Brinell (HB)
Utilize uma esfera de aço ou de carboneto de determinado diâmetro para pressionar a superfície da amostra com a força de teste especificada (F). Após o tempo de retenção especificado, remova a força de teste e meça o diâmetro da indentação (L) na superfície da amostra. O valor da dureza Brinell é o quociente obtido pela divisão da força de teste pela área da superfície da esfera indentada. Expresso em HBS (esfera de aço), a unidade é N/mm² (MPa).
A fórmula de cálculo é:
Na fórmula: F–a força de teste pressionada na superfície da amostra de metal, N;
D–Diâmetro da esfera de aço para teste, mm;
d–diâmetro médio da indentação, mm.
A medição da dureza Brinell é mais precisa e confiável, mas, em geral, a dureza Brinell é adequada apenas para materiais metálicos abaixo de 450 N/mm² (MPa) e não para aço mais duro ou chapas mais finas. Entre os padrões para tubos de aço, a dureza Brinell é a mais amplamente utilizada. O diâmetro de indentação d é frequentemente usado para expressar a dureza do material, o que é intuitivo e conveniente.
Exemplo: 120HBS10/1000130: Significa que o valor de dureza Brinell medido usando uma esfera de aço de 10 mm de diâmetro sob uma força de teste de 1000 Kgf (9,807 KN) por 30 s (segundos) é 120 N/mm2 (MPa).
B. Dureza Rockwell (HR)
O teste de dureza Rockwell, assim como o teste de dureza Brinell, é um método de teste de indentação. A diferença é que ele mede a profundidade da indentação. Ou seja, sob a ação sequencial da força de teste inicial (Fo) e da força de teste total (F), o indentador (cone ou esfera de aço da usina siderúrgica) é pressionado na superfície da amostra. Após o tempo de retenção especificado, a força principal é removida. Força de teste, use o incremento de profundidade de indentação residual medido (e) para calcular o valor de dureza. Seu valor é um número anônimo, representado pelo símbolo HR, e as escalas usadas incluem 9 escalas, incluindo A, B, C, D, E, F, G, H e K. Entre elas, as escalas comumente usadas para testes de dureza de aço são geralmente A, B e C, ou seja, HRA, HRB e HRC.
O valor da dureza é calculado usando a seguinte fórmula:
Ao testar com escalas A e C, HR=100-e
Ao testar com escala B, HR=130-e
Na fórmula, e – o incremento da profundidade de indentação residual é expresso na unidade especificada de 0,002 mm, ou seja, quando o deslocamento axial do indentador é de uma unidade (0,002 mm), equivale a uma mudança na dureza Rockwell em um número. Quanto maior o valor de e, menor a dureza do metal e vice-versa.
O escopo aplicável das três escalas acima é o seguinte:
HRA (indentador cônico de diamante) 20-88
HRC (indentador cônico de diamante) 20-70
HRB (indentador de esferas de aço com diâmetro de 1,588 mm) 20-100
O ensaio de dureza Rockwell é um método amplamente utilizado atualmente, sendo o HRC o segundo método mais utilizado em normas para tubos de aço, perdendo apenas para a dureza Brinell HB. A dureza Rockwell pode ser usada para medir materiais metálicos de extremamente macios a extremamente duros. Ele compensa as deficiências do método Brinell. É mais simples que o método Brinell e o valor da dureza pode ser lido diretamente no mostrador do medidor de dureza. No entanto, devido à sua pequena indentação, o valor da dureza não é tão preciso quanto o método Brinell.
C. Dureza Vickers (HV)
O teste de dureza Vickers também é um método de teste de indentação. Ele pressiona um indentador piramidal de diamante quadrado com um ângulo de 1360° entre superfícies opostas na superfície de teste com uma força de teste selecionada (F) e o remove após o tempo de retenção especificado. Para medir a força, meça o comprimento das duas diagonais da indentação.
O valor da dureza Vickers é o quociente da força de ensaio dividida pela área da superfície de indentação. Sua fórmula de cálculo é:
Na fórmula: símbolo de dureza HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
Força de teste F, N;
d–a média aritmética das duas diagonais da indentação, mm.
A força de teste F utilizada na dureza Vickers é de 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) kgf (N) e outros seis níveis. O valor da dureza pode ser medido na faixa de 5 a 1000 HV.
Exemplo de método de expressão: 640HV30/20 significa que o valor de dureza Vickers medido com uma força de teste de 30Hgf (294,2N) por 20S (segundos) é 640N/mm2 (MPa).
O método de dureza Vickers pode ser usado para determinar a dureza de materiais metálicos e camadas superficiais muito finas. Ele apresenta as principais vantagens dos métodos Brinell e Rockwell e supera suas deficiências básicas, mas não é tão simples quanto o método Rockwell. O método Vickers raramente é utilizado em normas para tubos de aço.
Horário da publicação: 03/04/2024