Ensaio dureza brinell

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Mostrar a importância do Ensaio de Dureza, bem como seu modo de realização e suas técnicas, dando ênfase na técnica Brinell.

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  • @Marcela Almeida ensaio de dureza é não destrutivo pois não afeta as propriedades mecanicas da peça , ou seja apos o ensaio a peça segue para o fim que se foi fabricada , ja no caso de ensaio destrutivo se aplica em peças ou corpos de provas onde os mesmos são destruido e não podendo mais ser utilizado
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  • Com certeza Marcela, totalmente CERTA!
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  • ensaio de dureza é destrutivo sim, ao contrario do que diz nos slides.
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Ensaio dureza brinell

  1. 1. DUREZABRINELL
  2. 2. Ensaio de Dureza Introdução Dentre os Ensaios “Não Destrutivos” destaca-se o Ensaio de Dureza pela sua fácil aplicação erapidez nos resultados. É um ensaio bastanteutilizado para garantir a qualidade de uma etapamuito importante: O Tratamento Térmico.
  3. 3. Objetivo Mostrar a importância do Ensaio de Dureza,bem como seu modo de realização e suas técnicas,dando ênfase na técnica Brinell.O que é dureza ? É uma propriedade mecânica largamenteutilizada na especificação de materiais. Consiste naresistência que o material oferece a penetração deum dispositivo padrão.
  4. 4. O que é dureza para : Metalurgista – Resistência à deformação plástica permanente; Engenheiro Mecânico – Resistência à penetração de um material duro em outro; Projetista – Considera uma base de medida para o conhecimento da resistência e do tratamento térmico ou mecânico de um metal e da sua resistência ao desgaste;
  5. 5. Técnico de Usinagem – Resistência ao corte de material;Mineralogista – Resistência ao risco que um material pode fazer em outro.
  6. 6.  Sendo assim, não é possível encontrar uma definição única de dureza que englobe todos os conceitos acima mencionados. Sobre esse ponto de vista, pode-se dividir o ensaio de dureza em três tipos principais, que dependem da maneira que o ensaio é conduzido:1) Por penetração;2) Por choque;3) Por risco.
  7. 7.  O terceiro tipo é raramente usado para metais, sendo mais utilizado para minerais que são relacionados em escalas. A escala mais antiga para esse tipo é a escala de Mohs (1822) que consiste em uma tabela de 10 minerais padrões.
  8. 8. Mohs Mineral 1 Talco (pode ser riscado por todos os outros seguintes). 2 Gipsita 3 Calcita 4 Fluorita 5 Apatita 6 Feldspato 7 Quartzo 8 Topázio 9 Safira 10 Diamante
  9. 9. Como Tudo Começou: Há registros de que no século XVII já se avaliava a dureza de pedras preciosas, esfregando-as com uma lima. No século XVIII desenvolveu-se um método para determinar a dureza do aço, riscando-o com minerais diferentes.
  10. 10.  Mas o primeiro método padronizado de ensaio de dureza do qual se tem notícia, baseado no processo de riscar, foi desenvolvido por Mohs em 1822. Este método deu origem a escala de Mohs, que apresenta dez minérios - padrões, ordenados numa escala crescente do grau 1 ao 10, de acordo com sua capacidade de riscar ou de ser riscado.
  11. 11.  Esta escala não é conveniente para metais, porque a maioria deles apresenta durezas Mohs 4 e 8 e pequenas diferenças de dureza não são acusadas por este método. Por exemplo, um aço dúctil corresponde a uma dureza de 6 Mohs, a mesma dureza Mohs de um aço temperado. As limitações da escala Mohs, levaram ao desenvolvimento de outros métodos de determinação de dureza, mais condizentes com o aço e outros metais. Um deles é o ensaio de dureza Brinell.
  12. 12. Os dois primeiros tipos de dureza (penetração e porchoque) são mais usados no ramo da Metalurgia e daMecânica, sendo que a dureza por penetração é amais utilizada e citada nas especificações técnicas.Dureza por penetração: Brinell (esfera de aço temperado); Rockwell (esfera de aço temperado ou cone de diamante – 120º de conicidade); Vickers (pirâmide de diamante de base quadrada e ângulos entre faces de 136º).
  13. 13. Curva TTT Recozimento: P+ (F/C) Normalização: P+ (F/C) Recoz. Isotérmico: P Austêmpera: B Têmpera: M
  14. 14. Dureza por penetração “Brinell”Técnica do EnsaioA dureza por penetração, proposta por J. ABrinell em 1900, denominada dureza Brinell esimbolizada por HB, é o tipo de dureza mais usadoaté os dias de hoje na Engenharia.H = HARDNESS (DUREZA);B = BRINELL
  15. 15. O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimirlentamente uma esfera de aço, de diâmetro “D”,sobre a superfície plana, polida e limpa de um metalatravés de uma carga “F”, durante um tempo “t”.Essa compressão provocará uma impressãopermanente no metal com o formato de uma calotaesférica, tendo um diâmetro “d”, o qual é medido porintermédio de um micrômetro óptico (microscópio oulupa graduados), depois de removida a carga.
  16. 16. O valor de “d” deve ser tomado com a média de duasleituras feitas a 90° uma da outra. A dureza “Brinell” édefinida, em N/mm2 ou Kgf/mm2, como o quociente,entre a carga aplicada (F) , que é relacionada por D ed, e a área superficial da calota formada (Sc).
  17. 17. Em linguagem matemática: HB = F / ScSendo:F = A carga; (em algumas literaturas, expressas como“Q”);Sc ou Ac = Área Superficial ou área da calota.A área superficial ou área da calota esférica é dada pelafórmula: .D.p, onde p é a profundidade da calota.Sendo: = 3,14159654D = diâmetro da esfera (10 mm);p = a profundidade da impressão;
  18. 18. • Substituindo o Sc pela fórmula para cálculo da área da calota, temos:• HB = F / .D.p• Devido à dificuldade técnica de medição da profundidade (p), que é um valor muito pequeno, utiliza-se uma relação matemática entre a profundidade (p) e o diâmetro da calota (d) para chegar à fórmula matemática que permite o cálculo da dureza HB, representada a seguir:
  19. 19. HB= 2F/.D(D-D2-d2)Sendo:F = A carga; = 3,14159654D = diâmetro da esfera (10 mm);d = diâmetro da calota;Ex. (para d = 2,85) e F = 3000 kgf 2F/.D(D-D2-d2)HB = 2.3000 / 3,14159654 . 10. (10 - 100 – 8,1225)HB = 6000 / 13,04724328 = 459,86 Kgf/mm2(tabela = 461 devido a arredondamento de valores).
  20. 20. DUREZA BRINELL EM FUNÇÃO DO DIÂMETRO DA IMPRESSÃO (DIÂMETRO DA ESFERA DO PENETRADOR: 10 mm) d HB d HB d HB d HB(mm) (F=3000Kgf) (mm) (F=3000Kgf) (mm) (F=3000Kgf) (mm) (F=3000Kgf)2,75 (495) 3,40 321 4,05 223 4,70 1632,80 (477) 3,45 311 4,10 217 4,75 1592,85 (461) 3,50 302 4,15 212 4,80 1562,90 444 3,55 293 4,20 207 4,85 1522,95 429 3,60 285 4,25 201 4,90 1493,00 415 3,65 277 4,30 197 4,95 1463,05 401 3,70 269 4,35 192 5,00 1433,10 388 3,75 262 4,40 187 5,10 1373,15 375 3,80 255 4,45 183 5,20 1313,20 363 3,85 248 4,50 179 5,30 1263,25 352 3,90 241 4,55 174 5,40 1213,30 341 3,95 235 4,60 170 5,50 1163,35 331 4,00 229 4,65 167 5,60 111Os valores indicados entre parênteses são somente referenciais, pois estão além dafaixa normal do ensaio Brinell.
  21. 21. RESULTADOS OBTIDOS O número de dureza Brinell deve ser seguido pelo símbolo HB, sem qualquer sufixo, sempre que se tratar do ensaio padronizado, com aplicação de carga de 15 segundos.
  22. 22.  Exemplificando: Um valor de dureza Brinell 85, medido com esfera de 10 mm de diâmetro e uma carga de 1.000 Kgf, aplicada por 30 segundos, é representado da seguinte forma: 85HB 10/1000/30.
  23. 23. Localização da ImpressãoA localização de uma impressão Brinell deve sertal que mantenha um afastamento das bordas docorpo de prova de no mínimo duas vezes e meia odiâmetro “d” obtido.A espessura do corpo de prova deve ser nomínimo igual a dez vezes o diâmetro “d” obtido,para evitar degeneração lateral e de profundidade,e resultado.
  24. 24. Condições da peça a ser ensaiadaA peça a ser ensaiada deve estar muito bemapoiada para se evitar algum deslocamento quandofor aplicada a carga.Caso haja alguma movimentação da peça duranteo ensaio, este ficará inválido.
  25. 25. Limitações da dureza Brinell (desvantagens) Não serve para peças que sofreram tratamentos superficiais, ex: cementação, nitretação,etc. Superfícies não planas não são propícias para o ensaio Brinell, pois acarreta erro na leitura do diâmetro “d”. Em geral, admite-se uma superfície com um raio de curvatura mínimo de 5 vezes o diâmetro da esfera utilizada.
  26. 26. Vantagens Devido sua área de contato ser maior que os outros tipo de dureza, ela é a única utilizada e aceita para metais que tenham uma estrutura interna não uniforme, como é o caso dos ferros fundidos cinzentos; Baixo custo dos aparelhos para medida de dureza Brinell favorece o largo emprego desse tipo de dureza nos laboratórios e indústrias.
  27. 27. Perlita e Rede de Ferrita
  28. 28. PerlitaMatriz Perlítica, ilha de Ferrita junto a grafita lamelar
  29. 29. PerlitaMatriz Perlítica, Ferrita junto a grafita nodular
  30. 30. Ensaio de dureza Brinell X lima:HB Condição encontrada quando limada100 metal facilmente removido à lima200 metal pouco fácil de remover na lima300 metal resiste à limagem400 requer maior pressão na lima500 a lima quase não remove metal600 o metal não pode ser limado
  31. 31. Instrumentos Utilizados para medição e aferição: Nome Serve para:Anel Dinanométrico. Verificar a carga (Kgf).Padrão de Dureza. Verificar a aplicação da carga, esfera, através do diâmetro encontrado, uma vez que a dureza é conhecida.Lupa graduada (microscópio Medir o diâmetro da impressão.- aumento 20 x).Padrão graduado para Aferir a Lupa (microscópioescala microscópica. aumento 20 x). Frequência: semanal. Temperatura: a temperatura deve estar entre : 18 e 28 °C.
  32. 32. EquipamentosDurômetro Detroit Durômetro Emcotest
  33. 33. Passos de Execução Verificar se equipamento “Durômetro” encontra-se em condições de operação. Separar aleatoriamente, a quantidade de peças indicada no plano de instrução. Preparar a superfície (lixar e remover material, obtendo uma superfície plana). Posicionar a peça no equipamento “durômetro” de forma que fique bem apoiada na base.
  34. 34. Aplicar a carga;Verificar com a lupa graduada o diâmetro obtido efazer a conversão em Brinell;Comparar com o especificado em desenho / planodo produto para aprovação / reprovação;Regular a máquina para a faixa obtida através dasamostras.
  35. 35. Qual a propriedade mecânica que está ligado ao ensaio de Dureza Brinell ?R: Resistência a Tração.
  36. 36. BibliografiaEnsaios Mecânicos de Materiais Metálicos –Fundamentos Teóricos e Práticos - 5° EdiçãoSérgio Augusto de Souza.ABNT – Associação Brasileira de Normas TécnicasNBR 6394 – Determinação da Dureza Brinell deMateriais Metálicos.

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