apostila de dureza

5/14/2018 Apostila de Dureza

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DUREZAHist6rico

Nos seculos passados, como a construcao dos objetos de uso eraessencialmente por artesanato, nao se conhecia urn regular controle dequalidade dos produtos fabricados. Avaliava-se a qualidade de uma lamina deaco ou a dureza de urn martelo, simplesmente pelo proprio uso. ~Um desgasteprematuro da lamina ou fragilidade que conduzia a raQic:fa quebra deferramenta era 0 rnetodo racional que qualquer um aceitava p~aradeterminar aqualidade das pecas. Uma qualidade excepcional de ut~silios de determinadaprocedencla, tornava-se logo conhecida e nao havia ~fprebctJP~o de indagar-se 0como e 0porque daquela qualidade. ~1;,-:f"~4'"Ja em 1640, BARBA estimou a,dUre?2a"'.,d.,.aspedr~'s-preftiosa.~ffriCCiona,Jld~:a~com urna lima. Nas primeiras decadaszfo seculo"+8, sabia-se que certosminerais riscavam-se de moqp, diver~O: fs~ e, apresentavam urna dureza ~diferente, FERCHAUl T DE J ~ E A 3 : R ; baseo~se neste fato para~ 722determinar a dureza do aco riscan -0 com rninerais diferentes. ~,r '\HANY, em 1801 tambem.n~ este P , f . 0 SS~'de riscagern. form~~ urn sjllternade 4 classes de dure~~f1>ore~ e\m#1822 MOHS aperfei~ou este-&isfema eapresentou a Escala9~ D,~(eza MOHS:/f,'

" "~/' ' " " , j l ' " " ~s4.Ai1\.. ~"Jiscala,..deMohs ,. ' Extensao da Escala de MohsDureza l1~o Mlheral de Referencia Dureza n~ /' s -' - ': .' ,\ ' Mineral de Referencia

..//1 -, ,, ' Talco /, 1 Talco2


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OCHATIUS avalia desde 1874 a dureza de seus bronzes deixando cair de 25cm de altura urn formao de ponta arredondada. Do tamanho e da profundidadeda fenda deixada, tirava suas conclusoes sabre a dureza do material. Esta foi aprimeira tentativa pratica de determinacao de dureza por urn metodacinernafico.

Em 1900, porern, BRINELL acertou a grande jogada. Seu ensaio utilizandocomo penetrador uma esfera e uma forca conhecida, desenvolveu-se em ummetodo simples, tecnicamente perfeito, e de plena confianya . 1;',fP"'surge 0 metodo de reten~o de SHORE paradinamica, utilizando 0 ap,;Hsltre-Gonhecido como

' " 0 " ; . ' ' ": v;'5? ",,~Em 1912, MARTENS lancou uma


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Metodo de ensaio de dureza RockwellE baseado na profundidade da penetracao de uma ponta, que pode ser umcone de diarnante ou urna esfera de aco temperado, na peca a ser ensaiada,sob urna carga determinada. 0processo e realizado em tres etapas eonformeesquematizado ababn,a) submete-se a peca a uma pre-carqa Fo e aeerta-se 0medidor "0".b) aplica-se a carga que somada a pre-carqa resulta a carga nominal noensaio (Fo + F1) ate 0 ponteiro do indicador fiear parado. , J ?c) retira-se a carga suplementar e faz-se a leitura e:

i_0~r: , : : : /

,

uina

oFo

o metodo ./froekwe.li. ~ mU~9 utilizado por seu emprego rapldo onde ele esubdi~dltfo ~~dois gr~ ,;R'OCKWELL NORMAL~l,l'ROCKWELL SUPERFICIALEstes dois gr4pi5~ sao ainda decompostos em varias escalas, conforme a eargae p~~utilizados no ensaio. Estas escalas sao independentes umas dasoutras. Atabela demonstra os tipos de ensaios Rockwell e os seus camposde aplicacao. Ao escolhermos 0 tipo de ensaio , devemos ter em conslderacaodiversos fatores, tais como: material, tratamento termico, espessura domaterial, area a ser ensaiada e porosidade,

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PERFIL DO CICLO DE TESTE DE UM DUROMETRO PARA ENSAIO ROCKWELL

Carga Total

Pre-carga

1 2 5

&~> . ~p'/ '~di~1P~ ~,,\/ "\"... . e~,~ ...........n~~~~Ual dapre-carqa. il~ ,i " ' " . '

2) Perrnanenciada pre-carqa,:lri,edi~daprofundidade." 3~('~~o gradual.ia~tal.l~) Perman~~ada:'eJ

5), oyaograd~alda forcatotal.,'/

o Tempo

l}) Permanenciadapre-cargae mediyaoda profundidade.(,:-

. dill'7) \~rfgradual da pre-carqa,

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TIPOS DE ENSAIOS ROCKWELL E CAMPO DE APLICACAOROCKWELL NORMAL PRE -CARGA 10 Kgf

ESCALA CARGA PENETRADOR LEITURA CAMPO DE APLICACAOROCKWELL KgfHRA 60HR62.5 62,S Cone de Ar;o cementado ouHRC 150 diamante 1200 Preta TemperadoHRD 100 /'

. . . . .. . . . . . . 1 1 ,. , I I ' " 1 1 1 , . ,

HRB 100 , f " \ Ar;oHRF 60 Esfera 1/16" Vermelha # Ferro. . .. .. . .. .: !~ . . .. .. .. . .. ~ . ~ ~ L : ~ ~ _ BronzeHRE 100 ~ , # . : / y , ; 7 Latao ~ out~osHRH 60 Esfera 1/8 "Vermelha ...Metals~,a~. . . . . . . . . .~ ~ } ! " ' ; " : ' : ' ~ 4~~ ~ : : ~ , . e . : ~ : : = ~. . . . . . . . . . . I : t l 3 p . . . . . . . . . . . . . J.Q '~~"'~:\"""""""'." ..~ :~ ~~HRR 60 A I ? ' j

HRS 100 Esfera f . . 3 t ; : " Vermelha .Material plasticoHRV 150 .a~..... """" .~ j;'. . .H R 2 : 5 i 6 2 ~ 5 .. .. 6 2 " ; g ~.I ~~ter'2:5.. P r e i a . ~ f '. I a t a o : ~ e d e r i v a d o s HR2 5/187 5 1~7'5f/j E-~ 25 Pret{\\ Ferro fundido e,ar;? sem" "Ii sera, ;\." .,#Ii 1 " - Jratamento termico

. r>. ROCKWELL SUPERFIC~ PRE - IRGA 3Kgf, ESC~ CARGA ~r -,.- PENETRAQ.9,R CAMPO DEAPLICACAO" " " " .ROCKWELL Kgf . ' . . _ . "HR15N 15 jf ~ne"de Ar;o Cementado ouHR30N 30 d ant~1200 Temperado

;f_ ~~.~~ ..~...... "A5 ~ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : ? . 1 S . . . ' W I ' Ar;o~;i;(T HR15THRQOT If 30, Esfera 1 116 " Ferro.. .~~~::T.... . . . ~;' Chapasp'. . . . . . . . . . . . . . . . . . . "' . . . . . . . . . . " . . . " .. """""""".".,, . . . . . . . . . . . . . . ./' HR15W 15 E outrosHR30W.. 30 Esfera 1/8" MetaisHR45W"i 45 ate 240 HB ~ ~ l i R 1 & ~ X ~ ~..... ~ I ................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . .\ 15I : (R>Sl) X 30 Esfera 1 14 " MaterialHR45 X 45 Macio. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 11 " . . .. .. .. " ". ". . . . . " . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . "HR15Y 15 EmHR30Y 30 Esfera 1 12 " GeralHR45Y 45

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Espessura Minima da Peca a ser EnsaiadaPara se calcular a espessura minima, e necessaria calcular a profundidade dadureza a ser ensaiada. Para isso utilizamos as seguintes formulas.

Para Penetrador de DiamanteRockwell NormalProfundidade = ( 100 - HR) x 0,002 mmRockwell SuperficialProfundidade = ( 100 - HR ) x 0,001 mmo material a ser ensaiado deve ter a espess~J'Jr.linima iguala 10 vezes avalorda profundidadedo e;:~o~enei::o deES~/ ,/ /i'~

= : ~ : : : : ~ : I O - H R , { ~ i ~ -Profundidade= ( 100~~1 p1m !" ,r ~o material a se.~ ensal~do ~e_veter a espes.sum 'Yii\~ igual a 15 yezes 0valor da Prof/d~de qO-e!lsalo..~?'\ . ....'v~'~

(,' ~~ :HR = valor da durez~ a i e r ensaiadaf " ; ; ; ; ; .(i/,tfv. _~ ,~Jla.(r1os a se~a tabela para espesseias mi~as recomendadas ." \ . . . "'~Escala/' .


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DIAGRAMA DE UM DUROMETRO MODERNO COM CELULA DE CARGA

- L./. ttr'" Ii " ~ ' f;tit Sinal de .:, . I " retorno" r - .

L....~---i""fil' .. ~ I S L I ~....: C ':nm ::l'h rln ~ V jR up >--I-----~~..\ J. M"I'l -.., '[jfl-r__ ...-ijH ~. .__... Erro baixaPlaca DSP , r

~Placa FIBrro alta

tPlaca de comando sobe/desceliga/desliga

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M+ M-

Amplificador

Placa dereles


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Ensaio convencional HR30Tm para produtos de pequena espessura.o ensaio deve ser feito em condicoes semelhantes ao ensaio de HR30Tdefinido por norma, porem permitem-se ocorrencias de marcas de impressoesna face de apoio do corpo de prova.Este ensaio e apllcavel, com exatidao adequada, a produtos com espessuramenor que 0,60mm ate a espessura indicada na norma do produto e paradureza maxima de 80 HR30T. A norma do produto especifica quando deve seraplicada a dureza convencional HR30Tm.Os seguintes requisitos devem ser atendidos, em adi~o ~tl~les definidosnesta norma.o suporte do corpo de prova deve ser uma placa de .dlarnante polido comaproximadamente 4,5 mm de diametro: ele deve se .~ tomando-se 0eixo do penetrador como referencia e deve~~1,\rSerpendicular ao mesmo.;~~:~~e;:~~;~.omado para asseg;;~ar~ corr~~ ass~ntam,to da ~I~~Se for necessano remover qua......qUerre.oo..;9(_1mento~rpo de prova, isto sera'\..feito em ambas a~ !aces, t~~an~o-~' pr~u~oes para prevenir qualquer V'\alteracao na condlcao dOjma~~lal ..base, gg" exemplo aque~ ouenc~u~nd?-ode modo a evitar redu.~o na espess~ra do material,//' .A dlstancla entre centros de duas Imp~es~\oesadlacentes o~ ~I}tre 0 centro deuma delas e a borda d.0 oorpo de p.rave deve ser no. mmlmo\_5mm",:salvoespecificado em contra(t~ .: ,lr ~1YEste ensaio e aplica96 a~Jchapas\deaco para linhaJb{c1lncae principalrnente~ : ~ = ~ ~ ~ : r ~ J Oolha de fland~~~' ~~ens de produtos

~ 'f~' ~,f'.~ ,,/ f\/~

-.,/

.,~

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Cuidados Especiais Em geral, as medicoes serao executadas em ambiente com temperatura

entre 10C e 35C. Medi~6es realizadas sob condlcoes controladasdeverao ser executadas a uma temperatura de ( 23 5 ) C. 0corpo de prova devers ser colocado em urn suporte rigido e apoiado demaneira que a superficie a ser ensaiada esteja em urn plano ao eixo dopenetrador e a linha de a~ao da forca de penetracao. Corp9S de prova deforma cilindrica deverao ser convenientemente apoiados, ~p6r exemplo, em

mesas em "V' de centragem, em aco com dureza minima de 60 HRC.Atencao especial deve ser dada ao correto assentar,:pe~o e a centragem damesa em relacao eixo do porta penetrador da mac(uina d&medir, visto quepqualquer desalinhamento pode fornecer um~~~t:11tadoincorreto.A

0 tempo de apllcacao da. pre:carga nao' dev~~e~.(menJ>r4;que 2S}~i n~maier que 8s, para a aplicacao da .:C8rga c~~;;imentar, esta devend~permanecer sobre 0 co~l'de prOVl!faur~ com tolerancia de~,VO t . ' . ~ t d . t teoid 4(' h c uran e 0 ensaio 0 eqUipame~o c .e'!!ceraes ar pro e9t qrf'ue C oques ~mecanlcos ou vibraC;Oes. ~", ",.,

Ap6s cada SUbstit~i~~penetrador ou do suportld'o co~/~rova,devers ser verificllcto;que 0Wovo penetrador ou pavo suporte do corpo deprova esteja corretamente montado em s~ aJQjamenlo. A,!duas primeirasimp~~dil1fma das trocas dj~O ser~::~das,

A dj~~nCia e,ntre os centros de du.as impreS~Udjacentes devers ser noroi'flimo 4 v~zes 0 diametro da ~~sao ( nao menos que 2 mm ). A~stancia 0 centro de qualquer' impre~, a borda do corpo de prova{1?-r, devers ser no minima 2,5 v,.;;z~~o diam:tro da impressao (nao menos que

~tf ' 1mm ) . ;" p,? &" -, .l~ medi~o, '}~~efOf:ma~O devers ser visivel na superficie do

~f04 corpo d~ prova,.9Posta a de penetracao, 0 eA6~eve ,,'s~~tado sobre uma superficie isenta de materias

etfranhas, tais como 6xidos, rebarbas, carepas e completamente livre de/1ubrificantes, exceto especificacao em contra rio em produtos ou materiaisnormatlzados,< , - ( ' : c -

o A r ~!(de ensaio devem ser apJicadas e retiradas suavemente, livres devibra~o e choques mecanlcos. Entre a mesa de ensaio e seu alojamento no fuso, devers estar isento delubrificantes, rebarbas ou qualquer outra substancia que possa impedir 0seu born assentamento. Esta observacao tarnbem a valida para 0penetrador e seu alojamento no eixo.

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Nao deve haver folgas excessivas em seu sistema de elevacao e apoio doscorpos de prova, pontos a serem verificados: Fuso, Bucha, Chaveta,Encaixe da mesa de ensaio e Volante. Na substituicao da mesa de ensaio deve-se tomar 0 cuidado de nuncabate-I a contra 0 penetrador. Caso isso ocorra verificar se 0 penetradorsofreu algum dano. Afim de evitar desgaste prematuro e urn manuseio adeguado, faz-senecessario uma lubrificayao peri6dica em seu sistema dp-f1elevayao, bern

como em seus componentes internos, a qual devers ser realizada porpessoal teonlco especializado. "'~'". ' J " ' 7 . -: ; . . . _ _ _/'< ._ __ Par~ evitar d~nos ao s~ste~a de :Ieva~,!fltendo _este parte vital do

equlpamento, e necessarto a msta~~10 d: um~rot~yaO:;9fonada./,'A~ Para equipamento ~ue utili..Z.a sist~m~~.,e pesos, ~ra aplicayao de ~rga eneeessano 0 seu nlvelam~pt .,f" d

./i:~ ,y . Na troca da esfera do penetra r deve-se verificar 0 seu di(JI nsionel em

tres poslcoes distintas, nao dey cUfe'rir do valor nomina'i 3,5 urn (toleran~ia para es~.e~~..1 1 J1 1 6 . " , > . A esfera de a90 ~;~e se'r~ie livrede defeltos na sup~rfrci~. '" \ , F /


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Caracteristicas dos blocos padrio de dureza 0 bloco-padrao deve ser fabricado por urn processo tal que garanta ahomogeneidade e estabilidade da estrutura do metal. 0 bloco-padao de dureza deve ter espessura minima de 6 rnm, 0 bloco-padrao de dureza nao de estar magnetizado. Quanjo de materialferromagnetico, deve ser desmagnetizado ao final da fab~j~eac;ao,antes da

c~bm~~ .,t:ff;~?

0desvio maximo de planeza das superficies naopdev'Er'exeeder 0,010 mm.A superficie nao pode ser convexa. ' ' y : f , 9 < ' ' ' #. A

0erro maximo no paralelismo nao~eve ultraP~~p,02qtmm I 50 r p f u . ~ As faces do bloco-padrao 5j~em e!St~~~ntas de riscos ou outros defeitos ~'"que possam interferir na,Jiledl~o das impressoes. A rugosida~~ssaem Ra, nao deve exceder 0,3 ~ na s~,perficie de referenci.~9'e 0,8 um nasuperficie inferior. ~I~ " J ' , Para se assegura,$t~ao Qo~ve(rer:noya~ de mate:rial~ um~~drao,sua espessura,/ quando fJa cahbrayao, deY,;era ser marcada comaproximaya~ de 0,1 ~Jn, e devera ser, g~~v


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Sistemas de apoio e fixacioDemonstramos abaixo ilustra~oes sobre a medlcao de dureza de certas pecasespeciais com 0modo certo e errado de ensaiar.

. g1!. . . .C I)

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Tipos de mesa para diferentes comos de prova

. . . . . . . . . . . . . .

r .

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Dispositivos para Corpos de Prova com Geometria Especial

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Penetrado ~__~e~s~p~e~c~ia~isLRP~a~~~d~'~~~~~!e~ntesaplicacoes

,7- '~ . " ~ . \ . . . ~/'

.'.~. f . .,"c ~ t' ,fA

,):.: ! .,

'"

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Metoda de ensaio de dureza Brinell

E baseado na relacao existente entre uma carga aplicada "F" a uma esferasobre a peca a ser controlada e a area da impressao produzida pela esfera napeca. Assim, se pressionarmos uma esfera de diametro 0 a uma peca sobuma carga "F", teremos uma impressao em forma de calota esfericapermanente no metal cujo dlametro e de "d ",0 qual e medido por lntermediode um rnicrornetro 6ptico ( microscOpio,lupa graduada ou projetor de perfil ).0valor de " d " deve ser tornado como media de duas leituras feita(a 90 uma daA Foutra. A dureza BRINELL e dada pela f6rmula: "Simbolo

DF

d

h

Principia do Ensaio

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Teoricamente poder-se-ia usar quaisquer cargas ou esferas para urn mesmomaterial e obter-se-ia 0 mesmo resultado, porern verificou-se que existemcertas restrlcoes, assim damos a seguir as seguintes normas a seremobservadas no uso do rnetodo Brinell.

A forca devers ser escolhida de forma que a dlarnetro da lrripressao " d "esteja compreendido entre os valores 0,24 De 0,6 O.

De maneira a utilizar a maior area representativa doser escolhido a maior area passivel para 0 ensaio.1\\ff:l'"

"0"

Qu~ndo a espessura do co. 'po d~1f'.'.ov.a permi~1e-se,;,stir prefer~hc~mater carga e estera pa ra";,,ensa 10 _ ii"~ ~ ~,

A relacao de carga e esfera 0, 02 F I 02 devera ser escolhJd~ de acordo-com 0 corpo de prova, 0material a Q,ureza. Conforme dem6nstra a tabelaa seguir: l~~' ' ~/

" \ N

_ 9 < / ) - ~02 2,502500 250125 62,5

l " ' " 31,25 15,6255 2,5

\ L.f'i'


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Grau de carga 30 10 5 2,5Ligas ferrosase ligas de alta Metais e ligas nao ferrosasGrupos de reslstenciaFerro Ligas de A1uminiometais para osquais devem ser Ar;o Ligas de Cobrepreferencialmen Ar;o Fundido Ligas de Aluminio Ligas dete empregados Ferro Fundido Magnesio Magne~ EstanhoLigas de Titanic Ligas de Zineo Cobreos graus de e '" Ligas decarga indicado Ligas de Niquel Latao Zirico Chumboe Cobalto para Bronze Latao Fundidotemperaturas Cobre < 4Sj//.........' $ - ~ - - . . . . ., s . C -elevadas Nlquel-, A,~A

A

A dureza Brinell tern como notacao O::gtllnte S i~{ . //~ ~~~ ensaios em que e util)! da es( fa ~ cromo para durez~350 ~ HBW ensaios em que e utiliza, a esfera de metal duro (earboneto de (tungstenio) para durezas aeima de 5 J l A B . "as ~i",!bolos H.B~ ou J!fB~ Pfecedido~ ~o valor da.Qfueza ~~~~s parurn lndlce que indlcaas e9~di~~ de rnedicao, na segOinte ordem: Diarnetro da esferaein f1)iHmetros. ~:-.~ ,." /.' '\. Urn numer~o1epresel1tmfcjo a carga de medi~b 'v"' Duragao'da aPI~yao da carga, em ~eguitqos,;S~; diferente do tempoes~cificado por norma. ~{Exemplo .." 35g.HBS 5 1750 .~BS ~ureza Brinell deter"1inada co~sfera de aco cromo5 - Esfera de diametro''(Je 5 mm750 - Carga aplicada d~ 75~~p6'r urn tempo de 10 a 15 segundO$EXllmplo 3 , , : 400 HBW 1 ~O ..', 4g .~ fo ' - DurezaJ3t1nell determ,lnada com esfera de metal duro~Y't' - Esfer~f(je diametro de 1 mm30 : 1 ' - : , Carg.a ~plicad'ide 30 Kgf20 -lempo de..a,hbagao de carga durante 20 segundosa ii~tema BrineU" e usado especialmente para metais nao ferrosos, ferroflindido, aeo, produtos slderurqlcos em geral. E largamente empregado pelafaC.~.liad.aadeeaee.,,;!a-pliear;ao, pois pode ser efetuado em qualquer maquina acom~ mesma por aparelhos portateis de baixo custo. Sua escala eeontinuae sempre usada como referencia de dureza. Mesmo a dureza decertas per;as temperadas sao expressas pela escala Brinell. Para facilitar aindamais 0 seu emprego pode se fazer ensaios Brinell utilizando-se aparelhosRockwell e uma tabela que nos da a dureza Brinen em funr;Ao da leitura naescala C, ou seja em funr;ao da profundidade de penetraeao,

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Cuidados especiais

Em geral, as rnedicoes serao executadas em ambiente com temperaturaentre 10C e 35C. Medi~6es realizadas sob condicoes controladas deveraoser executadas a uma temperatura de ( 23 5 ) C.

0corpo de prova devers ser apoiado em urn suporte rigido. '> superficie deeontato devera estar limpa e livre de materiais tais com: &QXidos,carepas,6leo, sujeira au qualquer substancia que impe9B:urn born spoio ao corpo deprova. E importante que 0 corpo de prova apoie fifll}~lT1ente no suporte deforma que nao ocorra deslocamento durante 0 enCflO~ ..._

f\.,.~;P'>ct..~v' .- " , -. : l- ~

0 tempo de aplicacao da carga ~@Veser de 1, a615 sp,gundos sobre

A dlstancia entre 0 centr: de cada 'mJ!re~s!ioe a borda dO~O de prova,"devers ser igual, no ~mo, duas' ezes e meia 0 diarnetc._o rnedlo daimpressao a ser m~drda, pararnateriais com dureza,maior ou~r a 150HB, e no minimotr~s yezes &diarnetro medic da !,J"P,ressao,para materiaiscom durezamenor que 190 HB. "".,)" ~

A di~an~:~~ .; de duas imP::::~a~cen:es deve ser, nomP'f~o,. igua,!,.aquatro ve:zes 0~~~~o medic da lmoressao. n.o caso de--""-""Il'l;atenals m dureza mater ou Igual a 1'~0 1;i8, e no rrurumo sets vezes 0di metro rnedio da impressaql'no caso de fffateriais com dureza menor que150 HB.?)' '.

~,~\ ,!,l'~ diarnetrode cada impresao em duas direcoes perpendiculares. A~/ mediaaritmeticaiij.e_~_~~iS yalores rnedidos deve ser utilizada para calcularo va a'


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Durante a medicao, 0 equipamento devera ser protegido de choques ouvibracoes que possam influenciar 0 resultado do ensaio.

A carga deve apficada e retirada suavemente, livres de choques mecanicosou atrito.'" Nao deve haver folgas excessivas em seu sistema de elevJ~o e apoio doscorpos de prova, pontos a serem verificados: Fuso, Bucha, Chaveta,Encaixe da mesa de ensaio e Volante. 91!'

/(11 ....... -"" '+ '''', : r J

Afim de evitar desgaste .prematu.o....e urn '~~nus..eio ..a.dE1quado,.faz~necessaria uma lubrificagao periot1icaem seu istetna de.elevaga,o',bcomo em seus compone.'n..es inter.n9, a qual'! veraser realizada parpessoal tecnico especializad~ .i"'/ ~ "

Para evilardanos ao ~;:'ma d~ ele'!i"ca:.sendo esle r~. doequipamento, e necessaria a lnsta ~P eteuma protecao sarffonada, .... Para e,!u!pamento,;::.q~i~a /~istemade pesos, parci~lica~~rga enecessano a seu.n(velament


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Espessura minima do corpo de prova em relac;io ao diametro daimpressio

Diametro da Espessura minima da peca a ser ensaiada (mm)impressao d 0=1 D=2,5 D=5 D = 10(mm)0,2 0,08 - - -0,3 0,18 - - .: -0,4 0,33 - - ~/;fi' -0,5 0,54 - - -0,6 0,80 0,29 - ~ , ; : _ ' " -0,7 - 0,40 ~ : ; t l t : . ~ - -0,8 0,53 (\. ..,?\- ; $0 / - -~;0,9 - 0..a.67 \. - .:' - i/""1,0 - j i b 83 " " -/ ,f' - , . " , : " I~1,1 - 1,Q2' - -1,2 - l' 1;(23 -, 0,58 -1,3 - :i/ -, 1,46 ~:" 0,69 ~1,4 - '\.1,72 ,{' 0,80 )l'" -1,5 2&C l 0,92

/;.

- -1,6


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Caracteristicas dos blocos pad rio de dureza Brinell Os blocos padrao de dureza devem ser especialmente. preparados e. 0fabricante deve utilizar um processo de manufatura que garanta anecessaria homogeneidade, estabilidade da estrutura e unitormidade dasuperffcie de reterencla. Cada bloco de metal a ser calibrado nao deve ter espessura ,p1enorque:

-16 mm para esteras de 10 mm; (P-12.mmpara esteras de 5 mm; , .- 6 mm para esferas menores. .//y ..._ _/ f , " "'A ....P',c/ 0 bloco padrao nBO deve estar magnetizatio. Recomenda-se qu~'\.0fabricante se assegure que os bloees de ago, s~jam~desrJJ_sagnetizagpsa~final do processo de fabrica~o. ./~ V, .. -,

A planeza das duas suP~fflC:iI 'Se' 0 paraJSi.smodos blocos P~ de ~dureza, assim como tambern a s'u_asuperffcie de referencia d.e~~?estar livre lde ris~s que interfiram na ~edi~Q d~ diametro da impres~ao, conformeespecflcado na tabeIAUlr:\...cp ,f~- .~"/

/.,' ." .(;:r" Er~'maximo Maxima r,~gbsidade superficial RaDiametro Desvio maxin10 de' ,{ - ,daesfera planezadasr' 99 paralelismo r'/ j..lm."sU~~fif fc le{mmT ",. '~.liperffcie d~~ Superffcie(mm) mm/50mm ' ~teren~i~ inferior10 0040""'(' 0,050 ?' '\Q ,~ ' ", 0,8{A, ,5 .....,p~~' ' , , - 0,020 O,04Q~~ 0,2 0,8

........s:: ~a:005 0,010 - . 0,1 0,8ifl"~ . . . ."'" ",'"!./i"- ./l'~.

Para se assegurar que n a t S ho e rernot;8:o de material de urn bloco~adra?, s~a espess~ndo da ,, libra9i:io, deve se~ ma:cada~ com.. j'~~O de 0#1 mm, e d~ve ser gravada uma IdenttfiC8980 na~"",f superfici: de refe~ehcia .....

0 bl0et5.p~sider~\:PStJff~ientemente uniforme na dureza para 0 proposito....Yd~#(;alibra9Bo, se a uniformidade satisfazer as condicoes dadas na tabela al~'r


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Metodo de ensaio de dureza VickersEste processo e empregado amplamente em trabalhos de pesquisas e pelasua precisao e recomendado para ensaios rigorosos de laboratories, poisfomece uma escala continua de dureza para uma determinada carga, podendodeterminar a dureza desde materiais muito macios com dureza Vickerscorrespondente a 5 ate materiais extremamente duros, Vickers equivalente a1500. Assim, este sistema torna-se mais versatil podendo ser usado paraqualquer material, e grayas as cargas extremamente pequenas, podem serensaiados materiais de espessuras muito pequenas. c P ) /o penetrador consiste numa ponta de diamante com forma de pirarrjide debase quadrada e angulo ao vertice de 136. A durez~l"'Vickers e dada peloquociente da carga com a area da impressao, sendo :,~a aplicada, " d" a diagonal da impressao e " a " 0 angu~ ~~cerftres faces opostas dopenetrador de diamante (136) e Cha.m.ndo-s.e '~.HV ".a dureza Vickers.I,e dada pela seguinte formula. (?" .......(, .

. ,j"

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Do mesmo modo que no metodo Brinell, a diagonal" d " da impressao emedida com auxilio de urn sistema 6ptico. Ha tabelas apropriadas nas quais, apartir dos valores de " F " e "d "obtem-se diretamente a dureza em numsrosVickers.o ensaio Vickers esta dividido em tres categorias de ensaio, como demonstra atabela a seguir:

","y

Faixa de forca de ensaio, F .Simbolo da dureza Designay80Newtons APi'F > 49,03 > HV5 _ , r / f fP ~za Vickers1,961 < F < 49,03 HV 0,2 a HV 5 - . . ,v 7 ''Oureza Vickers da baixa forca0,09807 < F < 1,961 Hv 0,01 a HV 0,2', Microdureza Vicls.er~, . ; f P , f:,~ /' iii"~~"~," ,tr~A du~eza Vi~kers e indicada pelo sl bolo H)' precedido pelo valop"'de dureza esequido por. j' '

urnnumerorepret~~ys de msdlcaodo,e'h:~ ~ :S7~~:!~:a forca, eriV~~d~ dfferente do~ f " . . . . ~~~PIO 1~)Md~v0 .,if"'\ ,,* ,\640 Dureza Vickers i':" ~,~39~e ensaio erp~cadfJ entre 10s e 15s

,r " . f ?.\r

Exem "" :~O HV~~7:/646 Dureza Vickers.i .

20 Tempo de epllcacao da forca de ensaio em segundos

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Espessura minima do corDo de prova

Para urn calcuio rapldo, podemos considerar a profundidade de penetracaoigual a setima parte do comprimento da diagonal da impressao, e a espessurado corpo de prova, devers ser, pelo menos, urna vez e meia 0 cornprimento dadiagonal da impressao. A tabela a seguir deterrnina a espessura minima docorpo de prova, dependendo da carga de ensaio e a dureza a ser medida.#~tYtf//'

~ 4{Carga Dureza fI\{ A.: '\.Kgf 50 100 200 300 ,.~OO j 500'\ 600 ,,800 1090 '1\~OO0,2 0,13 0,09 0,06 0,05 0,9& 0,04 '6';04 0,03 0,03 O,O~0,3 0,16 0,11 0,08 ,~Q,07 0"06" 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03'\ Af,0,4 0,18 0,13 0,09 .....:Q8 0,07 '0Jr)6 0,06 0,05 ~ 0,040,5 0,20 0,15 0,10 O,O&.,_0,08 0,07 0,06 O,OS?' 0,05 O,O~0,6 0,22 0,16 0,12 0,09 l ," ,o , Q $ " 0,07 0,07 0,0'6 0,05 0,050,8 0,25 0,18 Q .J . a .. 0,11 0-09 0,08 0,084 O,OZ O,Q.6 0,051 0,29 0,20 r7t),1p ,0,t2(; 0,11 0,09 0,Q9 0,07 r-tF,07 0,062 0,41 0,29/ O{21 ct18 0,15 0,13 /~12 0,11 0,09 0,083 0.50 0,36 :0,2&/' 0,21 0,18 "O,1, .;; 0,1~ 0,13 0,11 0,104 o.sa- 'Q,41 . . . . . , ' 2 9 0,24 0,21 0(19 0,17 -'0,15 0,13 0,105 0,65 0:'4.6. 0,33 0,27 0,23 O,~ Q,t,9 0,17 0,15 0,1310 A 0,\0,92 0,65'" 0,46 0,38 0,33 0,29'\ ..,10,26 0,23 0,21 0,182 0 1 ' < " 1'i30 /0,92 0,65 0,53 /~ 0,41 0,38 0,33 0,29 0,26

//"'/'.~ 1,6~ 1,20 0,79 0,65,/ 0,56 1~50 0,46 0,40 0,36 0,3140 . 1,80 1,40 0,92 0;:75,. 0,65 0,58 0,53 0,46 0,41 0,36,50 2,10 1,50 1,10 /084 ["\_,7 .3 i 0,65 0,59 0,51 0,44 0,4060 4:1\30 1,60 1 'lQ..,., ...0,92 0:80 0,72 0,65 0,56 0,50 0,44r--.R O """'2,60 1,90. 1"130 1,101 0,92 0,82 0,75 0,65 0,58 0,51~ - ' : ) ~ ' i . J ; ' ; ; ,~'100 2,90 210' 1,50 1,20 1,10 0,92 0,84 0,73 0,65 0,57...._.. 120 3lf9.. 2,30\ 1,60j 1,30 1,20 1,00 0,92 0,79 0,71 0,62I ~/ ~ Espessura em mm ~

{/::ll" .F >

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Cuidados especiais

Em geral, as medlcoes serao executadas em ambiente com temperaturaentre 10C e 35C. MedigOes realizadas sob condlcoes controladas deveraoser executadas a uma temperatura de (23 5) C. 0 corpo de prova devera ser apoiado em urn suporte rigido. A superficie decontato devers estar limpa e livre de materiais tais com: oxipos, carepas,6leo, sujeira ou qualquer substancia que impega urn born Ci!Poioao corpo de

prova. E importante que 0 corpo de prava apoie f i rmemerite no suporte deforma que nao ocorra deslocamento durante 0 ensai A prep~rayao devera ser feita, de fOl11'Yc\,r;~oequalquer~lterayao ~

s~p~~Cle, como por exernp IO, dev.ld.O ao aquec lment . . ou ..e~fnamen ..~,~.minlmizada. f'" '\._./,/' I' '\..... Devida a pequena prafu,(l1d~gci~"~.,ao da microdu~-"devem ser tomadasprecau - s especiais durante a/f1>repara9Bo. y o~eco~enda-se utiliza~ processo e J>.dfimento I eletropolimento que for

disponlvel para os;~~,~o"ma erial., -: "~i. / .. \ . / : : c ..;:ii'\

Para corpos de prov~a:,e(.pequena, secao tran~vetsal ~u d: forma irregul~.podera s~Jif"necessa~provldenclar algurQa'7forma d~mesa de ensaioespecial-" ~"" ~ .,1-

~ ......",-" te~'/~lica~o da carg~~r qe 1 ; a 1 5 segundos sobre 0corpo de prova, para alguns nfaferiais e n~ssario urn tempo de apl icacao{" ~0

,.' P' ~\ 4,l'~ncia entre ,~:{,6entrode cad~ lrnpressao e a borda do corpo de prova~' devera ~e[ iguaLa, no mlnimo, duas vezes e meia 0 comprimento rnedio dadia~nal daimpres~ocaso de a9O, cobre e ligas de cobre, e no minimot~eg vezes 0 comprimento rnedio da diagonal da impressao para materiais,,/Ieves, chumbo ! estanho assim como suas ligas.

/~

maior.

~djsta!lGia?~ntre os centros de duas impressOes adjacentes deve ser, nomi'ii1'fTfc).'iguala tres vezes 0 comprimento medio da diagonal da impressao,no caso de ago, cobre e ligas de cobre, e no minimo seis vezes 0comprimento medlo da diagonal da impressao para materiais leves, chumboe estanho assim como suas ligas. Se duas impressOes adjacentes diferiremem tamanho, a distancia devera ser baseada no comprimento medic dadiagonal da lrnpressao maior.

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Medir 0 comprimento das duas diagonais. A media aritmetica dos doisvalores medidos deve ser utilizada para calcular 0 valor da dureza Vickers.

A espessura do corpo de prova deve ser, pelo menos uma vez e meia 0comprimento da diagonal da impressao.

Apos a remocao da carga, nenhuma deformaeao deve ser yisivel no ladooposto a Irnpressao. (J9"#t , > $ f ; .d/ Durante a medlcao, 0 equipamento devers serAjfot~e choques ouvibragOes que possam influenciar 0 resultad~~,1it"ensaio. ,"

A car~a deve aplicadae ret..rada :~ ,~ente,~i~e ~ues m:~n~0 0 _ ~ . ~ . ~ Para medicoesern SUpe'ies ~as, d4eve~oser aplicada:~,,~. esconforme tabelas por norma. V' "f' . Niio deve haver f~~~(vaS ern seu sistema d""l~va~~o doscorpos de prova; ,pontos a serem venficados:ji'F-uso, Bucha, Chaveta,

Encaixe d~&,~sa d~;e'e~iO e Volante. ~.rfl{"/ "v~ Afirn d~~ d~aste prematuro e.um~an~slilio adequado, faz-S4!


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Caracteristicas dos blocos padrio de dureza Vickers Os blocos padrao de dureza devem ser especialmente preparados e 0fabricante deve utilizar urn processo de manufatura que garanta anecessaria homogeneidade, estabilidade daestrutura e uniformidade dasuperficie de referenda.

_r, f i '{ J r j P ' Os blocos padrao de dureza nao deverao estar magnetizados. Recomenda-se que 0 fabricante se assegure que os b!pcos de aco, sejamdesmagnetizados ao final do processo de fabrica~6. ' " ' = - _ - -

0 maximo desvio de planeza das duas s~~~es nao devera ser~que 0,005 mm. 0maximo erro deparalelismo ~dev~ra' ser malor que0,010 mmem 50 mm. ." //J~ ~"

A superficie de referenGif(d'e~e~aJestar Ihu:e de riscos que i~n::! namediyao da impressao. A rugos~ade sugerficial Ra nao deve,.;~ermaior que?,00?5 mm na ~uperficie de re~~U:i e 0,0008 mm para a superficieinfenor.0compnmen e amost~agemdeve ser 0,80!Jl,m."'~'('

~~.. ,.~--:\ {y ;:-.. Para se assegurar que na ' Y houve remocao d,~\material de um blocopadrao, su_a~spes~dral/quando da ~Ii~rac;_;p-,;/dever~s!_rma~cada, comaproxl~~~'~e q,O~mm, e devera sei\gravada u~ Identificayao naSUP;rfIClede re~~ncla. ,. ~(f.' E ; .~ ~a b~9COpa?ra? de dure~erao ~er feitas :in?O impressoes,~nlfo~~nte distrtbuldas p~r toda a sup~cle de referencla.

d~

(,ft' A uniformidade do bloco, ,sob ~ condies particulares de calibrayao e

expressa em porcent~ em reo a diagonal media. A uniformidade, ,i~itfcta para os glOcosem po~~ntagem, considerando a faixa de dureza~/! e a carga aplicaq.a'estao expressas na tabela a seguir:. " ~/

Cada bloco de metal a ser calibrado nao devers ter espessura menorque 6mm.

,';'/ .~",1 : : ' 7 Valor maximo admissivel da nao uniformidade em;i. / i " i Dureza do bloco. porcentagem em relacao a diagonal media,\.\ A " < HVO,2 HVO,2 a < HV5 HV5 a HV 100" < . . .2 2 5 _ b W ' 4,0 % ou 0,001 rnm ' 3,0 2,0>225HV 2,0 1,0

10que for maior

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Metoda de ensaio de dureza KnoopEste ensaio pode ser considerado como uma variante do metodo Vickers, dadoque 0 mesmo emprega penetrador de diamante, que apresenta a formapiramidal de base losangular, tendo angulos entre as faces de 172031' e 1300respectivamente, onde a relacao entre as diagonais maior e menor e deaproximadamente de sete vezes. 0 valor da dureza Knoop e 0 quociente dacarga aplicada F pela area projetada da lmoressao 5, assim temos a seguinteformula:

A = d2 x7,028"'~ 10p

~{ffi ..

As v~~~esse ~~e ensaio sao aparentemente as seguintes:.,{:/" , ,~/-(

~y a recuperacao elastica fica confinada quase que inteiramente na diagonalmenor da i~pressao; \;tevido _.jf'longo comprimento da diagonal maior, sua medida e maisp~para determinadas condlcoes de carga, 0 que permite medir commaior precisao a area projetada; determinar a dureza dos microconstituintes das ligas, assim como decristais simples.

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Metoda de ensaio de dureza Shore

Este rnetodo se divide em dois distintos ensaios, urn assim chamado de ShoreMetalurgico ( Dureza Eselerosc6pica ), ensaio este dinamieo. A dureza edeterminada pela altura do rebate de urn pequeno martelo com ponta dediamante, colocado no interior de urn vidro graduado, este martelo e deixadocair livremente sabre a superficie do corpo de prova a ser ensaiado. A alturado rebate e medida na escala graduada do tubo de vidro ondj este nurnerorepresenta a dureza de aco de alto carbona temperado. "'/;.~E urn ensaio de certo valor para controle de producao em'pecas acabadas,sobretudo endurecidas superficialmente. Este ens~Ja'\nao deixa mareasapreciaveis._f'P....... -

'," # \7,:f'" . ~#/ ;:-, .,; ;1 /'" ~.,.,f ~ '\.v 1 " ' " " "- - - ( .. .,.;.'1 7 , \ EspessuraMetOda ~/': '~~- /"j~lica9a v 1 < minima do.> e corpo deEnsaio ,/., \.. t/ prova/

Shore A .p" Borrachas macias, elastomeros, produtos de borraeha 6mmnatural,JilS'OOrenes,oliester, PVC macios, couros." #/}'~ Mat~ti'aisde borracha de dureza media, rolos deA"i'Shore B / rnaquinas de eserever, placas. 6mm...._... "hore c P " , , " " , ' Mater1cU.olasticos borraehade dureza media. 6mm,or Borracha duras, materiais plastlcos duros, acrilicos,c}/&Hbre0 termoplasticos rigidos, rolos de irnpressao, acetatos de 6mme' /' celulose, placas vinilicas.c,Shore DO M~teriais plasticos e borracha de dureza media ate alta. 6mm

Shb~ ,"'t\IIateriais elasticos macio, rolos de irnpressao, alguns 6mmtecidos, nylon, rayon, perlon, orlonShore 00 Borrachas esponjosas 6mm

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Assim como na area metalurqica, com 0 desenvolvimento de novos materiaisfez-se necessario uma maior abrangEmcia dos ensaios de Dureza Shore. Paraque pecas de tamanho e espessuras reduzidas possam ser ensaiadas,desenvolveu-se a microdureza denominada internacionalmente de IRHD.Esse metodo e constituido de escalas de ensaio para cada tipo de material aser verificado, assim como sua espessura. Como demonstra a tabela a seguir:

IRHD Normal~~~~~~ ~~~~~~~~~~~ ~~~~ __ ~0IRHD Macio

Metodo deEnsaio Aplicayao

IRHD Micro

IRHDH

Espessuraminima docorpo derava

\. /' "F# ' _~~7,1" ~pPara cada metodo.d~~ en . ~~to para escala Sp$re assim como para aescala IRHO, ha urn p~net~~dor, carga e fai~.a d.~~ehsai~det~rminados, comomostra a tab.e.la~egUir:~ ...'\ ..i f / ' ' . ' V/ . -,'7

\;~-" 1~

(~.,.#


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Tabelas de Conversio de Dureza

Existem tabelas de conversao das varias escalas de dureza, 0que e muitopratico, porque frequenternente urnadeterminada dureza - Brinell, por exemplo- deve ser conhecida, quando apenas se determinou a dureza em outra escala- Rockwell, por exemplo.Nao se pode, contudo, confiar demasiadamente nos valores de qureza obtidospar convencao de escalas, pais, ha diversos fatores que irpp~dem preclsaonos resultados, tais como cargas e penetradores diferentes, comportamento domaterial ensaiado sob acao da carga (condiyOesdo en~t,J1amentoesultante).As tabelas seguintes indicarn a relacao entre a DVrez' i1 ' R9Gkwell, Brinell eVickers, com varias cargas e penetradores b~fJtPcomo diversos tipos dematerial, como aye, carbono, aco cromo - niq4'el, ferro fundido, metais-naoferrosos e outros. Se a necessidade""de precisa eX!rema~as con~~fs~,~recornendamos que seja determinado, 0 valor aminal em cada casespecificado da dureza, bern...samo dO/fi1~e~~~ ser ensaiado. As tabelas deconversao, embora consist~ill~e relacoes..:t.'eJ";;1piricas(na p......i~ .... degrande praticidade. t .; : 1 "

t, -,/', .\._ ":$~ ..{?~l~ .\

~j' u _;:.:-" \ . < .

. "

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Quality Control, quem somos ? t!'Empresa Brasileira fundada em 29 de Setembro de ~98~ como ramo deatividade, venda, calibracao e asslstencla tecnice#l4.-aeequipamentos de medirdureza, equipamentos 6pticos e de mediyao,eQuipamentos para preperacaode a!OOstras metalograficas e....nSUIl)O!l e cursos'\esP,7dfic9.S para ~rea ~e nsa io s de d ure za . .> ~. "vTernos como representadas Qli3mSil a{~rn~e...a$: 9 O.G.P (U.S.A) - Projet~~es de~ "fiidimensional 6pti'1'" ,,' Instron Instrumen~~~tro~ E~Corporation ( U.S,iA-' A~~~ ) -Equipamentos de,l~pi'r dUFeza em materiais rpetlilicos, nao metal iCOS.borracha e seus seglJirneQtos .' ,.)/' ~.. '- _A l" .'\. if:!" ,"~ '-4~/ ~ METKO, Instr~ments Ltda ( Turquia ) - Equipame~tos e insumos paraprep~cao de anrostras metalogr{dicas ~,," '"'

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EqUotiP~ica )< . e~ro Portatil para ensaios de dureza em campo .. .

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Bibliografia

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apostila de dureza

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