Apresent Cap3 4 Compressao Dureza

Ensaio de Compresso

DEFINIO:

Aplicao de uma carga compressiva em um CP;

Mede-se a distncia entre as placas de compresso e a carga aplicada

Muito empregado em materiais frgeis (FoFo, cermicos, aos ferramenta, ao rpido)

Dados quantitativos e utilizado parametrizar condies de processos de conformao

Sofre influncia: T, V, defeitos superficiais, microestrutura, geometria e ambiente

Resultados de ensaio so similares ao ensaio de trao;

MQUINA DE ENSAIO:

Aplica uma carga compressiva conhecida no CP Resultado do ensaio na forma de grficos

Carga (P) x Deslocamento (L).

P

P

h0h

D0

Dff

Mesa

PlacaMvel

Corpode prova

P

P

h0h fCorpode prova

Trinca e ruptura

CORPO DE PROVA:

geralmente barra cilndrica, mas pode ser aplicado

para qq. geometria (esforos normais e tangenciais);

comprimento l e dimetro 2R;

PROPRIEDADES OBTIDAS:

200c

D.

P.4

S

P

Tenso Convencional :

Tenso Real : 2r D.P.4

S

P

h.4

D.h.

4

D.2

0

20

h

h.DD 02

02como V = Vo

020

rh.D.

h.P.4

00

0

0c

h

h1

h

hh

h

h

h

hln

h

hln

h

dh 0h

0h 0r

Deformao Real :

O c

pT

Deformao

Tensode Trao

pC

T

CTensode Compresso

Lo

Lo

Lo

Lo

Lo

(e) Limite de Escoamento :

Quando no apresentar um patamar ntido, utiliza-se da conveno

de 0,2 % deformao

() Dilatao Transversal :

Equivale ao coeficiente de estrico na traoo

of

S

SS

(u) Limite de Resistncia Compresso :

Mxima tenso que pode suportar antes da fratura

PROCEDIMENTO DE ENSAIO:

Norma tcnica ASTM E 9 89

Fixao do c.p.

Relao ho/Do

Deformao do CP

CP preferencialmente cilndricos, mas pode-se utilizar retangulares

ou quadrados

Superfcie isenta de defeitos

Velocidade de ensaio da ordem de 0,005 mm/mm . min

Dados de relatrio:

identificao c.p.

geometria, dimenses e direo de laminao

velocidade

aspecto da Fratura

temperatura de ensaio

tipo de ensaio

INFORMAES ADICIONAIS:

0 3cm

Dilatao Transversal em Dcteis Distribuio da presso e tenso

DcteisFrgeis

Tipos de Fraturas

hoDo( )

% de Reduo da Altura

CargaAxial [N]

Relao ho/Do

Dcteis : 3 a 8

Frgeis : 2 a 3

Deformao (Trao)

Elstico

Elstico

Deformao (Compresso)

Tenso (Trao)

Tenso (Compresso)

Materiais Cristalinos

Deformao (Trao)

ElsticoDeformao (Compresso)

Tenso (Compresso)

Elstico

Tenso (Trao)

Elastmeros

Deformao (Trao)

Elstico

Deformao (Compresso)

Tenso (Compresso)

Elstico

Tenso (Trao)

Concreto

Madeira

0

80

60

40

20

0 20 40 60 80 100

% gua

Tenso de Rupturaem Compresso [MPa]

0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70

Razo gua-Cimento

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Resistncia compresso [MPa]

Temperatura mdia da reao = 20 C

Corpos de prova cilindricos: 15 x 30 cm

Aps 1 dia

Aps 3 dias

Aps 7 dias

Aps 28 dias

Concreto

Ensaio de Dureza

DEFINIO:

Dureza a resistncia deformao permanente

Aplicao de uma carga na superfcie da pea com um penetrador padronizado

Caractersticas da marca de impresso (rea ou profundidade) e da

carga aplicada do a medida de dureza (no)

Pode ser feito em peas acabadas

Fornece dados quantitativos quanto a resistncia deformao

superficial

Amplamente utilizado na indstria de componentes mecnicos,

tratamentos trmicos, vidros e laminados

Sofre influncia: tratamentos superficiais, anisotropia, microestrutura,

ambiente, densidade de discordncias

d

D

P

Lateral

d

Impresso

Esfera de Ao (HBs) ou

Carbeto de Tungstnio (HBw)

(D = 10 mm)

t

P

LateralImpresso

Cone de Diamante

120o

Rockwell (A, C, D)

P (60 kgf, 150 kgf, 100 kgf)

Rockwell (B, F, G)

P (100 kgf, 60 kgf, 150 kgf)

t

P

LateralImpresso

Esfera de aoD = 1/16 - 1/8

P

Lateral Impresso

Pirmide de Diamante

d1d1

136o

Base quadrada

P

Lateral Impresso

Pirmide 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 a mais conhecida:

escala de 10 minerais padres

(diamante, safira, topzio,

quartzo...........gesso, talco)

2

410K

Microdureza Bierbaum (K) : carga de 3 gf por

um diamante igual a um canto de cubo

[m]

Dureza por Rebote:

Queda livre de um mbolo com ponta padronizada

Valor de dureza proporcional energia de deformao consumida

e representada pela altura de rebote

Materiais mais dcteis apresentam menor valor de altura que frgeis

Mais conhecida 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 padro de 256 mm

leitura realizada no momento de inverso do mbolo

leve e porttil

peas acabadas

condies adversas

0

140

35

70

105

R

Escala

Ponta deDiamante

Tubo de Vidro

Pea de Ensaio

Barra de Aode Massa 'm'

hoH

L

h0, L, m, R(Padronizados)

Dureza por Penetrao:

BRINELL (HB): proposto em 1900 ( 1o industrialmente )

esfera de ao temperado ou carboneto de tungstnio

dureza = P / S (expressa em termos )

Correlaciona a rea de impresso

Tabelas tcnicas de dureza ou frmula

Valor numrico seguido do smbolo HB

Esfera de ao HBs

Esfera de carboneto de tungstnio HBw

Tempo de aplicao 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 dimetros : relao P / D2 = cte

Pelos menos 2 leituras (90o)

Maioria dos materiais :

carga 29,42 kN (3000 kgf) dureza at 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.2102,0HB

22

d

D

P

Lateral

d

Impresso

Esfera de Ao (HBs) ou

Carbeto de Tungstnio (HBw)

(D = 10 mm)

D

d

CP

EsferaP

CORPO DE PROVA:

Distncia entre centros de impresso

4d da calota para ferrosos;

6d da calota para outros materiais

Distncia da borda

2,5d da calota

Espessura mnima

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 aderncia

d > d

d real

d,

d real

,d


- 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 mquina de dureza

- Indicado para microestrutura no uniforme (tamanho da impresso)

- No recomendado para peas que sofreram cementao

Smbolo Dimetro da Esfera

[mm]

0,102.P / D2 Fora 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 / 750 5 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

Correlao entre HB e limite de resistncia trao

.HBu

Ao carbono 3,60

Ao Cr, Ao Mn, Ao Cr Mn 3,50

Ao Ni, Ao Cr Ni, Ao Cr Mo 3,40

Ao carbono tratado termicamente 3,40

Ao liga tratado 3,30

Lato encruado 3,45

Cobre recozido 5,20

Alumnio e suas ligas 4,00

Devido ao tamanho da impresso, o nico aplicvel

para FoFo

No recomendado para materiais com tratamento

superficiais

[Mpa]

Microconstituintes Dureza Brinell -

HBFerrita 80

Perlita grosseira 240

Perlita fina 380

Martensita 595

ROCKWELL (HR): Indstria Rockwell 1922 ( mais utilizado )

Penetrador diamante cnico 120o esfera de ao

endurecido

Aplicao de pr-carga e carga

Utiliza a profundidade, e no a rea

Nmero 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

LateralImpresso

Cone de Diamante

120o

Rockwell (A, C, D)

P (60 kgf, 150 kgf, 100 kgf)

Rockwell (B, F, G)

P (100 kgf, 60 kgf, 150 kgf)

t

P

LateralImpresso

Esfera de aoD = 1/16 - 1/8

ESCALA PENETRADOR CARGA [kgf] LEITURA NA

ESCALA

APLICAOES TPICAS

B Esfera 1,58 mm 100 vermelha FoFo(ferro fundido),aos no temperados

C Diamante (cone) 150 preta Ao temperado ou cementado

A Diamante (cone) 60 preta Metal duro, ao fundido/temperado/rpido

D Diamante (cone) 100 preta Ao fundido com reduzida espessura

E Esfera 3,175 mm 100 vermelha FoFo, ligas de alumnio e magnsio, metal duro

F Esfera 1,588 mm 60 vermelha Metais moles, ligas de cobre

G Esfera 1,588 mm 150 vermelha Bronze fsforo, ligas de berlio, FoFo malevel

H Esfera 3,175 mm 60 vermelha Alumnio, 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 plsticos

M Esfera 6,350 mm 100 Vermelha Mesma Rockwell K e L, madeira e plsticos

P Esfera 6,350 mm 150 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plsticos

R Esfera 12,700 mm 60 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plsticos

S Esfera 12,700 mm 100 Vermelha Mesma Rockwell K, L e M, plsticos

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

Determinao da profundidade de impresso:

Penetrador de diamante Comum p = (100 HR) . 0,002 [mm]Superficial p = (100 HR) . 0,001 [mm]

Penetrador esfrico Comum p = (130 HR) . 0,002 [mm]Superficial p = (100 HR) . 0,001 [mm]

Converso dureza Rockwell em dureza Brinell

(HB)D.

PC )(CHR 21

C1 e C2 so constantes tabeladas

p = p2-p1 (variao na profundidade);

p2 = profundidade de penetrao com a carga total; e

p1 = profundidade de penetrao com a carga inicial (pr-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


Norma NBR 6671 (ABNT) ou ASTM E 18-94

Pode ser considerado destrutivo

Penetrador polido e isento de defeitos

Pr-carga de 3 s

Carga total de 1 a 8 s

C.P. limpo, plano e bem fixado a mquina de dureza

Distncia entre centros de 3x p e 2,5x p das bordas

Espessura do C.P. 10 x maior que a profundidade da impresso

No 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, exatido, materiais duros,

pequena impresso

VICKERS (HV): Industria Vickers-Armstrong 1925 (similar Brinell)

Penetrador pirmide diamante com ngulo de 136o

(similar ao ngulo da Brinell)

Correlaciona carga com a rea da impresso

Aplicveis em todos os materiais

Nmero seguido HV

Tabelas para converso em funo 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

Tambm conhecida como dureza de pirmide de

diamante

Aplicvel em materiais muito finos, pequenos e

irregulares

]N[P;d

P.189,0HV

21

P

Lateral Impresso

Pirmide de Diamante

d1d1

136o

Base quadrada

P = carga [N];

d = comprimento da diagonal [mm]

= 136.

Norma tcnica NBR 6672 (ABNT) ou ASTM E 92 82(92)

Fixao do CP

Impresses pequenas, ensaios na prpria pea

Escala nica de dureza

Qualquer espessura de CP

Cuidados especiais para microdureza

Dados de relatrio:

identificao c.p. dimenses e direo de laminao

tipo de ensaio e equipamento carga e penetrador

PROCEDIMENTO DE ENSAIO:


Relao entre dureza Vickers e p

Materiais Duros 2 a 3 pMateriais Metais 3 a 4 p

Material Dureza Vickers

(HV) [MPa]

Limite de Proporcionalidade

[MPa]

Diamante

Alumina

Carboneto de Tungstnio

Berilio

Ao

Cobre Recozido

Alumnio 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 pirmide alongada de diamante

Relao das diagonais de 7:1

Profundidade 1/30 da diagonal maior

Valor deve ser multiplicado por 103

Materiais frgeis, vidro e camadas finas

Preparao cuidadosa da amostra

Recomendado polimento eletroltico

rea e profundidade menores que a Vickers

2l

P.2,14HK

P

Lateral Impresso

Pirmide de Diamante l

b

t

l/b = 7,11

b/t = 4,00

Impresso na

camada

cementada

Impresso na

camada no

cementada

100 m

P = carga aplicada [gf];

l = comprimento da diagonal maior [m];

Mtodo do Ensaio de Dureza Tipo da Ponta de Impresso Carga Aplicao

Brinell (HB)

Vickers (HV)

Rockwell

HRB, HRC, etc.

Microdureza

Vickers (HV)

Knoop (HK)

Esfera de ao

10, 5 e 1 mm

Esfera de carboneto de tungstnio

Pirmide de diamante, base

quadrada e 136

Cone de diamante - 120 ou Esfera

de ao dimetro d

Pirmide de diamante, base

quadrada e 136

Pirmide de diamante, base rmbica

(Razo 7:1)

Depende da razo P/D2

Acima de 3000 kgf para o ao

1 a 120 kgf

Maior que

60 a 150 kgf

e menor que 10 kgf

1 a 1000 gf

Componentes fundidos, forjados e

laminados;

Ferrosos e no-ferrosos, esfera de ao

para durezas da ordem de 450 HB e

esfera de carboneto de tungstnio para

durezas da ordem de 650 HB.

Todos os aos e ligas no ferrosas.

Materiais de alta dureza incluindo

carboneto de tungstnio e cermicos.

Ferrosos e no ferrosos, forjados e

fundidos

Camadas superficiais, folhas finas,

arames, fases microscpicas, zona

trmicamente afetada (ZTA) em soldas;

21d

161

Documents

Apresent Cap3 4 Compressao Dureza