Eliton Suldário da Silva Sousa Helton da Paixão Silva Joaquim Eliano Dutra Bezerra. Ensaios de dureza e microdureza do vergalhão GG50

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1 Eliton Suldário da Silva Sousa Helton da Paixão Silva Joaquim Eliano Dutra Bezerra Ensaios de dureza e microdureza do vergalhão GG50 Teresina PI, Brasil 29 de Abril de 2015

2 Eliton Suldário da Silva Sousa Helton da Paixão Silva Joaquim Eliano Dutra Bezerra Ensaios de dureza e microdureza do vergalhão GG50 Trabalho apresentado para obtençao de nota na disciplina Comportamento Mecânico dos Materiais. Orientador: Clesio Cruz Melo Departamento de Engenharia Mecânica Centro Tecnológico Universidade Federal do Piauí Teresina PI, Brasil 29 de Abril de 2015

3 Resumo A dureza é a propriedade que os materiais tem de resistir a uma deformação plástica localizada e diversos métodos foram criados para poder mensurar essa característica, o primeiro método foi criado por Mohs, em seguida foram criados outros, por exemplo: Brinell, Vickers, Rockewll. Esses ensaios foram realizado, juntamente com a microdureza Vickers, a m de determinar a dureza do vergalhão GG50, avaliando, também, satisfatoriamente a correlação entre os valores obtidos nos ensaios.

4 Sumário 1 Introdução p Dureza Brinell p Dureza Rockwell p Dureza Vickers p Microdureza Vickers p. 5 2 Objetivos p. 6 3 Materiais e métodos p. 7 4 Procedimento p Dureza Brinell p Dureza Vickers p Dureza Rockwell p Microdureza Vickers p Resultados p Conclusão p Referências p. 14

5 4 1 Introdução Desde o século XVII, o homem vem tentando mensurar a dureza dos materiais, sendo dureza: uma medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada (por exemplo, uma pequena impressão ou um risco), e esse estudo começou quando o homem quis avaliar os minerais, principalmente as pedras preciosas. O primeiro método padronizado foi o de Mohs, desenvolvido em 1822, porém a escala de Mohs variava de 1 a 10 e isso a tornava muito imprecisa. Pra isso foram desenvolvidos outros métodos de estudo da dureza (CALLISTER, 2012). 1.1 Dureza Brinell Em 1900,J.A. Brinell, criou o método Brinell que passou a ser amplamente utilizado. Esse método consiste em comprimir uma esfera de aço temperado contra o material a ser estudado e a partir da profundidade avaliar o quão duro é esse material através da fórmula. HB = F, Ac Onde Ac é área da calota impressa pela esfera, que é dada por Ac = πdp, onde D é o diâmetro e p é a profundidade, como o valor da profundidade é muito difícil de ser analisada usamos a seguinte equação (TELECURSO, 1995). HB = 2F πd(d (D 2 d 2 )) 1.2 Dureza Rockwell No século XX houve muitos progressos no campo da determinação da dureza. Em 1922, Rockwell desenvolveu um método que utilizava o sistema de pré-carga, para garantir o contato rme do penetrador com o material a ser analisado. A dureza é mostrada diretamente na tela do durômetro, e os penetradores podem ser esféricos de aço ou cônicos de diamante com 120 de conicidade (TELECURSO, 1995).

6 1.3 Dureza Vickers Dureza Vickers Em 1925, Smith e Sandland desenvolveram um método de ensaio de dureza que cou conhecido como dureza Vickers, que recebeu esse nome, devido a empresa que fabricava as máquinas mais difundidas para realizar esse método. O penetrador utilizado é uma pirâmide de base quadrada e ângulo entre faces de 136 e o valor da dureza é dado pela fórmula. HV = 1,8544F d 2,onde d é a média das diagonais da pirâmide(telecurso, 1995). 1.4 Microdureza Vickers Para o ensaio de microdureza Vickers usa-se uma pirâmide, também com 136 entre as faces, porém a carga aplicada é muito menor, de 0 a 1000g e o valor da dureza é dado direto na máquina, microdurômetro HV 1000b(CALLISTER, 2012).

7 6 2 Objetivos Esse trabalho visa, avaliar a dureza do material constituinte do vergalhão GG50, utilizando diferentes ensaios de dureza e comparando esses valores com a tabela de conversão de durezas.

8 7 3 Materiais e métodos Materiais usados no ensaios de dureza. 1. Pedaços de corpo de prova do tipo vergalhão GG50; 2. Durômetro universal; 3. Microdurômetro HV 1000b; 4. Lixas d'água de:80, 120, 400, 600 e 1500;

9 8 4 Procedimento Para a realização destes ensaios, primeiramente foi pego um vergalhão GG50, e em seguida, foram cortados 4 pedaços cilíndricos pequenos, como pode ser visto na Figura 1. Após o corte, foi feito o lixamento para melhorar a qualidade das superfícies. Figura 1: Corpos de prova 4.1 Dureza Brinell Para o ensaio de dureza Brinell foi utilizado o endentador esférico de 2,5mm e uma carga de 1839N. O corpo de prova foi posicionado no local apropriado, então a carga foi aplicada por 15 segundos, levou-se o corpo de prova para o microscópio (Figura 2), onde pode-se olhar a impressão feita na peça pelo endentador e tirar a medida.

10 4.2 Dureza Vickers 9 Figura 2: Corpo de prova no microscopio, dureza: Brinell. 4.2 Dureza Vickers Para o ensaio de dureza Vickers foi utilizado o endentador piramidal com 136 entre as faces e com carga de 980N. O corpo de prova foi posicionado e a carga foi aplicada por 15 segundos, e então o mesmo foi levado para o microscópio (Figura 3) para ser tirado o tamanho das diagonais. Figura 3: Corpo de prova no microscopio, dureza: Vickers.

11 4.3 Dureza Rockwell Dureza Rockwell Para o ensaio de dureza Rockwell foi utilizado o endentador Cônico e uma carga de 1471N e a escala C. O corpo de prova foi posicionado, porém para esse teste o corpo de prova não precisou ser analisado no microscópio (Figura 4) pois o valor é mostrado na tela do durômetro (Figura 5). Figura 4: Corpo de prova no microscopio, dureza: Rockwell. Figura 5: Valor da dureza Rockwell (escala C), mostrada diretamente no durômetro.

12 4.4 Microdureza Vickers Microdureza Vickers Para o ensaio de microdureza Vickers foi utilizado, também, igual ao ensaio de dureza Vickers, um endentador piramidal com 136 entre as faces, porém a carga foi de apenas 1000g, e o resultado do ensaio também é dado na tela do microdurômetro, semelhante ao ensaio Rockwell. Figura 6: Corpo de prova no microscopio, microdureza Vickers. Figura 7: Valor da microdureza Vickers, mostrada diretamente no microdurômetro.

13 12 5 Resultados Os resultados dos valores de dureza encontrados em cada ensaio, podem ser visualizados na tabela abaixo. Nome do ensaio Valor obtido Brinell 185 Rockwell 8,5 Vickers 180 Microdureza Vickers 174,4 Tabela 1: Resultados obtidos nos ensaios.

14 13 6 Conclusão Comparando as dados obtidos da tabela de conversão de durezas. e utilizando com base o valor da dureza Brinell, escolido pelo grupo arbitrariamente. Pode-se observar, na tabela 2, que os valores obtidos estão bem próximos dos valores tabelados, assegurando que os ensaios de dureza foram compatíveis entre sí, para um mesmo material. Tabela 2: Comparação dos resultados. Nome do ensaio Valor obtido Valor tabelado Brinell Rockwell 8,5 10 Vickers Microdureza Vickers 174,4 - - (1) Nota 1: Valor indisponível na tabela.

15 14 7 Referências Callister, J.; William, D. Ciência e Engenharia de Materiais - Uma introdução, 2 ed, METALÚRGICA VERA. Tabela de conversão de durezas, Disponível em:< DE-CONVERSAO-DE-DUREZAS.php>. 7 de maio de Terecurso 2000, Apostila. Mecânica, Ensaios. Editora Globo. 1995