Instrumentos Auxiliares e Manuais

Transcrição

1 FT27- Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica [Escrever texto] Instrumentos Auxiliares e Manuais Feito por: Carlos Esteves Nádia Casquinha

2 I Índice Abstract... 3 Introdução... 3 Instrumentos para medir a pressão atmosférica... 4 Barómetro... 5 Manómetro... 6 Vacuómetro... 8 Instrumento para medir a temperatura Termómetro Instrumentos para medir a dureza Durómetro Método Brinell Método Shore Método Rockwel Método Vickers Instrumentos para medir o comprimento Paquímetro Micrómetro Outros tipos de instrumentos Dinamómetro Caudalímetro Higrómetro Conclusão Bibliografia FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 2

3 Abstract This work will be talked about hand tools and auxiliaries, used not only in the area of industry, but also in the aeronautical. Can be classified in various ways according to their type of measurement can be classified as constructive aspects and also formed according to the quantity to be measured. Each type of instrument has a certain resolution (lowest reading possible), plus a margin of error due to their construction, the manufacturer states. Will be addressing all aspects about the instruments to measure longitude, magnitude, time, pressure, hardness and conversion tables. On these instruments will be explained the aspects, characteristics, types and where they are applied and also the hardness conversion tables, measurement, pressure, force and length measurements. Introdução Na física, química e engenharia, um instrumento de medição é um dispositivo que é usado para comparar grandezas físicas através de um processo de medição. As unidades de medida utilizam objetos e eventos que são usados como normas ou padrões previamente estabelecidas e a medição resulta de um número que é a relação entre o objeto de estudo e a unidade de referência. Instrumentos de medição são os meios pelos quais essa conversão é feita. Vai ser falado acerca de instrumentos para medir a pressão Atmosférica (Barómetro, Manómetro, Vacuómetro), Instrumentos para medir a temperatura (termómetro), instrumentos para determinar a dureza (Durómetro), instrumentos para medir o comprimento (paquímetro, micrómetro), e de outros instrumentos de medida (Caudalímetro, dinamómetro, higrómetro) e das aplicações, características e tipos. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 3

4 Instrumentos para medir a pressão Atmosférica Barómetro Manómetro Vacuómetro FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 4

5 Barómetro É um instrumento científico utilizado na meteorologia para medir a pressão atmosférica. A tendência de pressão pode prever mudanças de curto prazo no clima. Numerosas medições de pressão de ar são usados dentro de análise do tempo de superfície para ajudar a encontrar sistemas de alta pressão, e os limites frontais. Foi inventado por Evangelista Torricelli em 1643 e funciona porque o ar aplica uma pressão com seu peso. Torricelli observou que, se a abertura de um tubo de vidro fosse cheia com mercúrio, a pressão atmosférica iria afetar o peso da coluna de mercúrio no tubo. Quanto maior a pressão do ar, mais comprida fica a coluna de mercúrio. Assim, a pressão pode ser calculada, multiplicando-se a altura da coluna de mercúrio pela densidade do mercúrio e pela aceleração da gravidade. Ao nível do mar, a pressão atmosférica é de cerca de 15 libras por polegada quadrada, 29,9 polegadas de mercúrio ou 760 milímetros de mercúrio (760 mmhg). Isto é equivalente a 101,3 quilopascals (101,3 kpa), a unidade de pressão utilizada pelos meteorologistas, além dos milibares. Tipos de Barómetros; Altímetros barométricos Barómetro aneroide Barómetro de mercúrio Barómetro de Fortin Utilizado na aviação, são barómetros essencialmente de escala convertidos em metros ou pés de altitude. É um barómetro que não utiliza mercúrio. Indica as mudanças na pressão atmosférica por deformações mais ou menos intensas. Instrumento para medir a pressão atmosférica. O tubo é cheio com mercúrio, é invertido e colocado na extremidade aberta para um recipiente cheio com o mesmo líquido. Se, em seguida, revela o mercúrio descerá alguns centímetros do tubo, para deixar o espaço vazio superior. Consiste num tubo Torricelliano aonde o mercúrio é inserido dentro de uma cuvete de vidro em forma tubular, fornecido com uma base de pele de camurça, cuja forma pode ser modificada por meio de um parafuso que é suportado no seu centro e que finalmente se dilata, depois transporta o nível de mercúrio do cilindro para roçar a ponta de um pequeno cone de marfim. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 5

6 Aplicações A pressão barométrica e a tendência de pressão (a mudança de pressão ao longo do tempo) têm sido utilizadas na previsão do tempo desde o final do século 19. Quando utilizado em combinação com as observações de vento, razoavelmente precisos previsões de curto prazo pode ser feita. Leituras barométricas simultâneas de toda uma rede de estações meteorológicas permitem mapas de pressão de ar a ser produzido, que foram a primeira forma de mapa do tempo moderno, quando foi criado no século 19. As linhas de igual pressão dão um mapa de contorno, que mostra as áreas de alta e baixa pressão. A alta pressão atmosférica age como uma barreira para abordar os sistemas meteorológicos, desvia-se do seu curso. Elevada pressão atmosféricas provocada por baixo nível de convergência do vento para dentro da superfície de baixo traz nuvens e potencialmente a precipitação. A maior mudança na pressão, especialmente se mais do que 3,5 hpa, a maior variação no tempo pode ser esperado. Se a queda de pressão é rápida, um sistema de baixa pressão que está a aproximar-se, e há uma maior probabilidade de chuva. Aumento da pressão rápida, como na sequência de uma frente fria, está associado a melhoria das condições meteorológicas. Manómetro O Manómetro (do gr. μανός, ligeiro, pouco denso, e -metro) é um instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos contidos em recipientes fechados. Existem, basicamente, dois tipos: os de líquidos e os de gases. Características Muitos dos aparelhos empregados para a medida de pressões utilizam a pressão atmosférica como nível de referência e medem a diferença entre a pressão real ou absoluta e a pressão atmosférica, chamando-se a este valor pressão manométrica; tais aparelhos recebem o nome de manómetros e funcionam segundo os mesmos princípios em que se fundamentam os barómetros de mercúrio e os aneroides. A pressão manométrica se expressa bem seja acima ou abaixo da pressão atmosférica. Os manómetros que servem para medir pressões inferiores à atmosférica se chamam manómetros de vácuo ou vacuómetros. Manómetro de dois ramos abertos O manómetro mais sensível consiste em um tubo de vidro dobrado em U que contém um líquido apropriado (mercúrio, água, óleo.). Uma dos ramos do tubo está aberta à atmosfera; o outro está conectado com o depósito que contém o fluido cuja pressão se deseja medir. O fluido do recipiente penetra em parte do tubo em U, para fazer contato com a coluna líquida. Os fluidos alcançam uma configuração de equilíbrio da qual resulta a pressão manométrica no depósito. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 6

7 Manómetro truncado O chamado manómetro truncado serve para medir pequenas pressões gasosas, desde vários torrs até 1 Torr. Não é mais que um barómetro de sifão com seus dois ramos curtos. Se o ramo aberto se comunica com um depósito cuja pressão supere a altura máxima da coluna barométrica, o líquido barométrico preenche o ramo fechado. No caso contrário, se forma um vácuo barométrico no ramo fechado e a pressão absoluta no depósito. Manómetro de membrana Outro tipo de manómetro recorre à deformação de uma membrana flexível. Estas membranas, por terem deformação proporcional à pressão a que estão sujeitas, são utilizadas com vários outros métodos no sentido de transformar a deformação numa grandeza que possa ser processada. Utilizam-se extensómetros (resistências variáveis com a deformação chamadas de strain gage ou células de carga) para possibilitar a conversão para grandezas elétricas. Contudo, um dos métodos mais utilizados corresponde a ligar eletricamente a membrana de tal forma que seja uma armadura móvel de dois condensadores, assim a deformação a que a membrana se sujeita gera uma variação da capacidade, recorrendo a alguma eletrónica consegue-se obter uma tensão elétrica diretamente proporcional à pressão aplicada à membrana. Manómetro metálico ou aneroide Na indústria se emprega quase exclusivamente os manómetros metálicos ou aneroides, que são barómetros aneroides modificados de tal forma que dentro da caixa atua a pressão desconhecida que se deseja medir e fora atua a pressão atmosférica. O mais comum é o manómetro de Bourdon, consistindo num tubo metálico, laminado, hermético, fechado em uma extremidade e enrolado em espiral. A extremidade aberta se comunica com o depósito que contém o fluido cuja pressão se deseja medir; então, ao aumentar a pressão no interior do tubo, este tende a desenrolar-se, e põe em movimento uma agulha indicadora frente a uma escala calibrada em unidades de pressão. Estes manómetros são para aplicações de 0,6 até bar. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 7

8 Tabela de conversão de medidas de Pressão Kgf/cm2 1bf/pol2 BAR Pol Hg Pol H2O ATM MmHg MmH2O Kpa Kgf/cm2 1 14,233 0, ,96 393,83 0, , ,0665 1bf/pol2 0, ,0689 2,036 27,689 0,068 51, ,895 BAR 1, , ,53 401,6 0, , Pol Hg 0,0345 0,4911 0, ,599 0, , ,40 3,3863 Pol H2O 0, , , , , , ,399 0,24884 ATM 1, ,696 1, , , , ,325 MmHg 0, , , , , ,598 0,13332 MmH2O 0, , , , , , , Kpa 0, , ,01 0, ,0158 0, , , ,998 1 Vacuómetro Instrumento destinado à medição de pressões inferiores à pressão atmosférica normal. É, portanto, um calibre apropriado para medidas negativas de pressões relativas. Em alguns carros está montado em série, mas mais frequentemente vendido como um acessório para fixação ao coletor (após a borboleta) e para dar uma indicação do vácuo na entrada. A medida do Vacuómetro não tem qualquer significado para avaliar a queda de pressão que ocorre com os coletores (antes da torneira de pressão) como uma função da abertura do acelerador e velocidade do motor. Deste modo pode obter o consumo de gasolina (que está relacionada com a depressão) e avaliadas, em caso de anomalias, a falta de estanqueidade das válvulas ou de algumas juntas. Um tipo especial de Vacuómetro, é o dispositivo que é por vezes utilizado para sincronização de borboletas de motores de vários carburadores. Este consiste de uma tampa, que é aplicada no carburador, ligado a um manómetro. Comparando os valores de compressão (ex-borboleta) de colecionadores diferentes, assim podemos reconhecer as diferenças de abertura das borboletas. Este sistema tem sido usado para sincronização precisa de carburadores de abertura simultânea. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 8

9 Tipos de Vacuómetros; Presómetro de Bennert Vacuómetro De Mc Leod Vacuómetro De Capsula Vacuómetro De Cubeta É um vacuómetro com o tubo em U com um ramo cego, cheio com mercúrio. O ramo aberto está ligado ao sistema de vácuo para medir as pressões absolutas. A gama de padrão é de 0 a 160 mm. A proveta de vidro tem normalmente o tubo capilar de medição numa posição horizontal. Para tirar a pressão absoluta, o conjunto é girado 90. O por sua vez, empurra para baixo o mercúrio, o qual comprime um volume fixo de gás no capilar, agora na vertical, cuja pressão absoluta é lido em escala logarítmica. Faixas padrão são 0-10 e 0-1 mb. É um sistema de medição numa capsula. Para medição da pressão aplicada numa caixa barométrica, a cápsula constitui referência de pressão zero. O movimento da cápsula quando a mudança de pressão é transmitida para a agulha indicadora através de um mecanismo de engrenagem e braços. O movimento é cuidadosamente equilibradas para minimizar os erros na posição do ponteiro. A leitura da pressão absoluta é independente das pressões atmosféricas É um medidor de pressão atmosférica. O vácuo pode ser lida diretamente a uma escala simples, em vez de subtrair duas alturas de leitura no manómetro de tubo em U. O Vacuómetro de Cubeta é um instrumento de laboratório muito útil para verificar os manómetros do tipo bourdon. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 9

10 Instrumento para medir a temperatura Termómetro FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 10

11 Termómetro O termómetro (do grego θερμός (calor) que significa metro "quente", "medida") é um instrumento de medição de temperatura. Desde a sua invenção evoluiu muito, especialmente porque o desenvolvimento de conteúdos digitais termómetros eletrônicos. O criador do primeiro termoscópio foi Galileu Galilei, que poderia ser considerado o antecessor do termómetro. Consistiu de um tubo de vidro que termina em uma esfera fechada, a extremidade aberta está imerso de cabeça para baixo em uma mistura de álcool e água, enquanto a área restante no topo. O aquecimento do líquido, o líquido para cima do tubo. Anders Celsius criou uma escala termométrica baseada no valor de evaporação da água e no seu ponto de congelamento, que chamou de 100 e 0 graus. Celsius conseguiu, com a ajuda de Linnaeus, fixar este valor, criar a escala que leva seu nome. Tipos de termómetros; Termómetro bimetálico Os mais conhecidos termómetros bimetálicos baseiam-se no efeito de dilatação estabelecido na termodinâmica. A dilatação acontece quando uma barra ligada a outra de metal diferente são aquecidas ou esfriadas, ou quando uma corrente elétrica atravessa aquecendo o conjunto de forma desigual resultará diferentes dilatações que irá produzir um arqueamento da barra. Esse arqueamento é usado para abrir ou fechar válvulas bem como ligar ou desligar circuitos elétricos ou em alguns casos registrar a quantidade de corrente que atravessa a barra. Os do primeiro tipo podem ser construídos de forma semelhante aos termómetros a líquido: uma barra, retilínea ou não, ao dilatar-se, move um ponteiro registrador. Os mais usados e precisos termómetros desse tipo exploram a diferença de dilatabilidade entre materiais como latão e partes de carro, ferro e cobre, etc. Para isso, constroem-se lâminas bimetálicas de forma espiralada que se curvam conforme aumenta ou diminui a temperatura. Nesse movimento, a lâmina arrasta, em sua extremidade, um ponteiro que percorre uma escala graduada ou registra graficamente a variação de temperatura num papel em movimento. Nesse último caso, tem-se um termógrafo. Fig.1- termómetro bimetálico FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 11

12 Termómetro digital São instrumentos amplamente utilizados em empresas, destinados a medir temperatura em processos e produtos diversos, que não necessitam de uma medição constante, apenas esporádica. Termómetro infravermelho Fig.2- Termómetro digital Também denominado de pirómetro óptico é um dispositivo que mede temperatura sem contacto com o corpo, meio do qual se pretende conhecer a temperatura. Geralmente este termo é aplicado a instrumentos que medem temperaturas superiores a 600 graus celsius. Uma utilização típica é a medição da temperatura de metais incandescentes em fundições. Há também os modelos de termómetros por contato, que utilizam pontas com sensores, geralmente intercambiáveis, com modelos diferentes de sensores para cada aplicação. Termómetro de mercúrio O termómetro de mercúrio é o mais usado entre nós. Ele consiste basicamente de um tubo capilar (fino como cabelo) de vidro, fechado a vácuo, e um bulbo (espécie de bolha arredondada) com uma extremidade que contém mercúrio. O mercúrio, como todos os materiais, dilata-se quando aumenta a temperatura. Por ser extremamente sensível, ele aumenta de volume à menor variação de temperatura, mesmo próxima à do corpo humano. O volume do mercúrio aquecido se expande no tubo capilar do termómetro. E essa expansão é medida pela variação do comprimento, numa escala graduada que pode ter uma precisão de 0,05 C. É dessa forma, pela expansão do líquido, que observamos a variação da temperatura em geral. Fig.3- Termómetro de mercúrio FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 12

13 Termómetro de radiação Usados para medir a temperatura da atmosfera e da superfície da Terra: atuam a uma grande distância e sem contato com a Terra. São geralmente usados em satélites meteorológicos e podem medir temperaturas entre -50 o C e 3000 o C.. Fig.4- Termómetro de radiação Termómetros de máxima e mínima Indicam a temperatura mais alta e a mais baixa atingida pelo termómetro em um certo intervalo de tempo. São termómetros utilizados em meteorologia, sendo que, com uma única leitura, pode-se determinar a temperatura máxima e mínima atingida desde a última vez que o termómetro foi ajustado de modo que a temperatura máxima e mínima viessem a coincidir entre si e com a temperatura ambiente. A coluna de mercúrio apresenta o formato da letra "U" e em suas extremidades há dois bulbos: um totalmente preenchido por álcool e o outro só parcialmente. Nos extremos das colunas de mercúrio há dois flutuadores de ferro esmaltado que são os índices das temperaturas, pois sobem quando o mercúrio se dilata, mas que ficam presos ao tubo capilar quando o mercúrio se contrai devido ao atrito com a parede do tubo e só retornam a posição original com o auxílio de um ímã. Quando a temperatura aumenta o álcool se dilata e passa livremente pelo flutuador fazer com que o mercúrio se expanda levando o flutuador a correspondente temperatura - a máxima. Quando a temperatura diminui o álcool se contrai e leva o mercúrio e, consequentemente, o outro flutuador que registra a menor temperatura - a mínima. Fig.5- Termómetros de máxima e mínima FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 13

14 Aplicações Termístores de interior são utilizados em sistemas de climatização, tais como condicionadores de ar, freezers, aquecedores, refrigeradores e aquecedores de água. Os termómetros Galileu são usados para medir a temperatura do ar interior, devido à sua faixa de medição limitada. Os termómetros de álcool, termómetros infravermelhos, termómetros de mercúrio, termómetros de vidro e termístores são usados fora das áreas que são expostos aos elementos em vários níveis da atmosfera da Terra, que são usados na meteorologia. Os aviões usam termómetros e higrómetros para determinar se existem condições de gelo na atmosfera ao longo de sua trajetória de voo, e estas medições são usados para inicializar os modelos de previsão de tempo. Termómetros são usados dentro de rodovias em climas frios para ajudar a determinar se existem condições para criar gelo dentro de sistemas de controlo climático. Termómetros bimetálicos, termopares, termómetros infravermelhos, e thermisters são úteis durante a cozedura, a fim de saber se a carne foi cozida adequadamente, também são utilizados na produção de doces. Termómetros médicos, tais como termómetros de mercúrio, termómetros infravermelhos e termómetros de cristal líquido são utilizados no âmbito dos cuidados de saúde para determinar se os indivíduos têm febre ou hipotermia. Exemplos de aplicações de termómetros digitais: medição de temperatura em fundições, em alimentos em restaurantes ou indústrias, em processos químicos, em estruturas, em fornos, em produtos diversos, em função de sua temperatura ou ambientes que necessitam de cuidados com a temperatura, exemplo disso temos a conservação de alimentos a baixas temperaturas em supermercados, como também em laboratórios biológicos para cultivo de bactérias ou outras espécies. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 14

15 Instrumento para determinar a dureza Durómetro FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 15

16 Durómetros Os durómetros servem para determinar a dureza superficial. Servem para medir metal, plástico, borracha, tecidos, etc. Os durómetros mostram a dureza em Rockwell B, Rockwell C, Vickers HV, Brinell HB, Shore, HS, Leeb HL ou numa unidade de dureza DIN ISO. Estes durómetros são especialmente apreciados nos âmbitos de produção, de controlo de qualidade e de serviço técnico graças a sua mobilidade. Com estes poderá realizar as comprovações com o mínimo esforço e a mais alta precisão. O princípio das medições da dureza dos materiais é sempre o mesmo, só que existe uma distinção entre o procedimento estático e dinâmico da medição de dureza (explicação de ambos os procedimentos para realizar a medição da dureza). Com os durómetros para materiais metálicos podem-se comprovar duma forma rápida e precisa a dureza superficial do aço, ferro fundido, ferramentas de aço, aço nobre, ligas de alumínio, cobre e bronze. Os outros aparelhos servem para determinar a dureza Shore da borracha, plásticos ou tecidos (encontrará versões com ou sem agulha de arrasto). Tipos de Durómetros; Método Brinell É um método de medição da dureza, utilizado principalmente nos materiais metálicos. Este método foi proposto em 1900, pelo engenheiro sueco Johan August Brinell. É o primeiro ensaio de dureza normatizado e amplamente utilizado na engenharia e metalurgia. O teste típico consiste em um penetrador de formato esférico com 10 mm de diâmetro, feito de aço de elevada dureza ou de carbeto de tungstênio. A carga aplicada varia entre 500 e 3000 kgf e, durante o teste, a carga é mantida constante por um período entre 10 e 30 segundos. O número Brinell de dureza (HB) é função da carga aplicada e do diâmetro da impressão resultante e pode ser obtido através da seguinte relação: onde P é o valor da carga aplicada (em kgf), D é o diâmetro do penetrador e d é o diâmetro da impressão resultante, ambos em milímetros. Uma das grandes desvantagens do ensaio Brinell é o tamanho do penetrador, que muitas vezes causa danos consideráveis à peça analisada. Para garantir um bom resultado, a medição do diâmetro da impressão deve ser feita em duas direções. Além disso, é necessário manter a relação Constante para obter resultados adequados. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 16

17 A dimensão da dureza Brinell é MPa e a uma das normas que a rege é a ASTM E10 (Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials). Fig.6- Durómetro para ensaio da dureza Brinell e Vickers fig.7- Forma de aplicação da dureza Brinell Método Shore É utilizado na medição da dureza. O método consiste em medir a profundidade da impressão deixada no material com a aplicação da carga e é dependente de outros fatores além da dureza, como das propriedades viscoelásticas e da duração do ensaio. Este aparelho de medição foi desenvolvido em 1920, pelo fabricante de instrumentos Albert F. Shore, e é amplamente utilizado na medição da dureza de polímeros, elastômeros e borrachas. Existem diversas escalas utilizadas em materiais com propriedades diferentes. As mais comuns são a A e D, sendo a A utilizada em plásticos macios e a D em plásticos rígidos. No entanto, a ASTM D 2240 contém 12 escalas, dependentes da intenção de uso, sendo elas: A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S e R. Cada escala resulta em um valor entre 0 e 100, sendo que valores maiores indicam um material mais duro. Método Rockwell É um método de medição direta da dureza, sendo um dos mais utilizados em indústrias. Este é um dos métodos mais simples e que não requer habilidades especiais do operador. Além disso, várias escalas diferentes podem ser utilizadas através de possíveis combinações de diferentes penetradores e cargas, o que permite o uso deste ensaio em praticamente todas as ligas metálicas, assim como em muitos polímeros. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 17

18 Os penetradores incluem esferas fabricadas em aço de elevada dureza, com diâmetros de 1/16, 1/8, 1/4 e 1/2 polegada, assim como cones de diamante, utilizados nos materiais de elevada dureza. Neste sistema, a dureza é obtida através da diferença entre a profundidade de penetração resultante da aplicação de uma pequena carga, seguida por outra de maior intensidade. A carga inicial aplicada é 10 kgf, seguida por uma carga de 60, 100 ou 150 kgf, conforme a escala utilizada. Quando especificar Rockwell, o índice de dureza e o símbolo da escala devem ser indicados. A escala é designada pelo símbolo HR seguido pela identificação apropriada da escala. Por exemplo, 80 HRB representa uma dureza Rockwell de 80 na escala B. Para cada escala, os valores de dureza podem chegar até 130. No entanto, é adequado utilizar outra escala Rockwell caso os valores obtidos sejam inferiores a 20 ou superiores a 100. Imprecisões podem ocorrer caso a amostra possua pequena espessura, se a impressão ocorrer próxima de um canto da amostra ou próxima de outra impressão. Assim, a espessura do corpo ensaiado deve ser pelo menos dez vezes superior a profundidade da impressão. Além disso, a impressão deve ser feita a uma distância equivalente a três diâmetros do penetrador de outras impressões e cantos da amostra e, a superfície em questão deve possui uma boa planicidade. Os equipamentos modernos para poder obter a dureza Rockwell é automatizado e muito simples de usar. A dureza é fornecida diretamente pelo equipamento e cada medição requer apenas alguns segundos. Normas que regem estes ensaios são a ASTM E18 (Standard methods for Rockwell hardness and Rockwell superficial hardness of metallic materials) e a ISO (Metallic materials - Rockwell hardness test - Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)). Existe um outro tipo de ensaio Rockwell utilizado para avaliar a dureza superficial, chamado de Rockwell superficial. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 18

19 Escalas de dureza Rockwell Símbolo da Penetrador Carga Maior FAIXA Aplicações escala (kg) DE UTILIZAÇÃO A Diamante a 88 HRA Aços tratados e não tratados. Materiais muito duros. Placas duras e finas B Esfera de 1/16 polegada a 100 HRB Ligas de cobre, aços brandos, ligas de alumínio, ferro maleável, etc. C Diamante a 70 HRC Aço, titânio, aços com camada endurecida profunda, materiais com HRB>100 D Diamante a 77 HRD Chapas finas de aço com média camada endurecida E Esfera de 1/8 polegada F Esfera de 1/16 polegada G Esfera de 1/16 polegada H Esfera de 1/8 polegada K Esfera de 1/8 polegada a 100 HRE Ferro fundido, ligas de alumínio e de magnésio a 100 HRF Ligas de cobre recozidas, folhas finas de metais moles a 94 HRG Ferro maleável, ligas de cobre-níquel-zinco e de cobre-níquel a 100 HRH Alumínio, zinco, chumbo a 100 HRK Metais de macios e outros muito moles ou finos Escalas de dureza Rockwell Superficial Símbolo da escala Penetrador Carga maior (kg) FAIXA DE UTILIZAÇÃO 15N Diamante a 90 HR 15N 30N Diamante a 80 HR 30N 45N Diamante a 70 HR 45N 15T Bola de 1/ a 94 HR polegada 15T 30T Bola de 1/ a 84 HR polegada 30T 45T Bola de 1/ a 75 HR polegada 45T Aplicações Aços tratados e ferramentas de grade dureza As mesmas aplicações anteriores As mesmas aplicações anteriores Bronze, latão e aços macios Bronze, latão e aços macios Bronze, latão e aços macios FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 19

20 Fig.8- O processo de Dureza rockwell Método Vickers É um método de classificação da dureza dos materiais baseados num ensaio laboratorial. Neste método, é usada uma pirâmide de diamante com ângulo de diedro de 136º que é comprimida, com uma força arbitrária "F", contra a superfície do material. Calcula-se a área "A" da superfície impressa pela medição das suas diagonais. A dureza Vickers HV é dada por: Onde O método é baseado no princípio de que as impressões provocadas pelo penetrador possuem similaridade geométrica, independentemente da carga aplicada. Assim, cargas de diversas magnitudes são aplicadas na superfície plana da amostra, dependendo da dureza a ser medida. O Número Vickers (HV) é então determinado pela razão entre a carga (kgf) e a área superficial da impressão (mm2). FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 20

21 Por ser dependente da área a escala Vickers varia rapidamente quando comparada a Rockwell, por exemplo: 68 HRC~940 HV e 60 HRC~697 HV. Este método foi desenvolvido no início da década de 1920 como uma alternativa ao Brinell. Uma das grandes vantagens é que os cálculos da dureza não dependem das dimensões do penetrador. O mesmo penetrador pode ser usado nos ensaios de diversos materiais, independentemente da dureza. Além disso, esta é uma das escalas mais amplas entre as usadas para medição de dureza e pode ser utilizada para todos os metais, com uma grande precisão de medida. A grande vantagem deste método é a pequena impressão deixada, sendo que este procedimento é utilizado em ensaios de micro e nano-dureza, na qual é possível analisar cerâmicas e finíssimas camadas de revestimento. As desvantagens são a necessidade de preparar a amostra previamente e o uso de um microscópio adequado. Este ensaio é normatizado pela ASTME92 (Standard Test Method for Vickers Hardness of Metallic Materials). Aplicações Para aplicações específicas, voltadas principalmente para superfícies tratadas (carbonetação, têmpera) ou para a determinação de dureza de microconstituintes individuais de uma microestrutura, utiliza-se o ensaio de microdureza Vickers. FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 21

22 FT27-Materiais e Equipamentos Físicos na Montagem Aeronáutica Página 22 Tabela de conversão de Durezas DUREZ A ROCKW ELLESC ALA C150GC ONE DEDIAM ANTE DUREZ A VICKER S PIRÂMI DEDE DIAMAN TE DUREZA BRINELL DUREZA ROCKWELL DUREZA ROCKWELLSUPERFICIAL (HS) NÚMERO DE DUREZA SHORE ESFERA PADRÃO 10mm ESFER AHUL TGRE N10m m ESFERA HULTG REN10 mmesf ERADE METAL DURO10 mm (HRA) ESCAL A A 60kg CONE DEDIA MANTE (HRB)ES CALA B100kgE SFERA DE 1/16 POL. (HRD)ESC ALA D 100kgCO NE DEDIAMA NTE 15N 30N 45N (109.0) (108.5) (108.0) (107.5) (107.0) (106.0) (105.5) (104.5) (104.0) (103.0) (102.5) (101.5) (101.0)