rockwell
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PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATOLICA DE MINAS GERAIS
IPUC – Instituto Politécnico
Engenharia De Produção
Francieli Martins
Roberta Lais
ENSAIOS MECANICOS – ENSAIO DE DUREZA PELO METODO ROCKWELL
Belo Horizonte
2013
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RESUMO
Nesta prática avaliamos a dureza Rockwell. Foram ensaiados os materiais Aço
comum, Aço VC 131, Latão, Cobre, Alumínio e Ferro fundido. Usando o padrão NBR
NM 146-1 - Materiais Metálicos - Dureza Rockwell Parte 1: Medição da dureza
Rockwell (escalas A, B, C, D, E, F, G, H e K) e Rockwell superficial (escala 15N,
30N, 45N, 15T, 30T e 45T) - Dez/1998. O resultado que obtivemos foi que o Aço VC
131 é o material mais duro entre os ensaiados.
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SUMÁRIO
1 – OBJETIVO ......................................................................................................... 4
2 – INTRODUÇÃO ................................................................................................... 5
3 – DESENVOLVIMENTO ....................................................................................... 8
3.1 – Materiais.......................................................................................................... 8
3.2 – Equipamento ................................................................................................... 8
3.3 – Procedimento .................................................................................................. 8
4 – RESULTADOS ................................................................................................... 9
5 – ANALISE DOS RESULTADOS ........................................................................ 10
6 – CONCLUSÃO .................................................................................................. 11
BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................... 12
EXERCICIOS PROPOSTO .................................................................................... 13
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1 – OBJETIVO
O presente experimento foi realizado com o objetivo de avaliar a dureza de aços pelo
método Rockwell, executar verificações empregando padrões de dureza.
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2 – INTRODUÇÃO
Este método de ensaio de dureza foi desenvolvido em 1922 por Rockwell, e por
apresentar certas vantagens, tem grande emprego a nível internacional.
Tecnicamente, o ensaio elimina o tempo necessário para a medida de qualquer
dimensão da impressão, uma vez que a dureza é lida diretamente numa escala,
previamente preparada em função da profundidade de penetração. O ensaio é por
isto mais rápido e isento de erros pessoais. A rapidez do ensaio torna-o propício
tanto para uso em linhas de produção quanto para uso em laboratório.
Existem dois tipos de dureza Rockwell que diferem entre si pela pré-carga
empregada. A dureza Rockwell normal, que emprega uma pré-carga de 10 Kg, e a
dureza Rockwell superficial, que utiliza uma pré-carga de 3 Kg. Estes tipos de
dureza têm aplicações específicas, sendo o primeiro mais aplicado ao controle e
verificação de tratamentos térmicos, e o segundo mais apropriado ao controle de
tratamentos térmicos superficiais.
O ensaio é baseado na profundidade de penetração de uma ponta sobre um
material, quando esta é submetida a uma carga nominal, proveniente da soma de
uma pré-carga e uma carga maior (após recuperação elástica devido à retirada da
carga maior). Os penetradores utilizados são do tipo esférico (esfera de aço
temperado) ou cônico (cone Brale, com uma conicidade de 120o). A pré-carga (carga
menor) é utilizada para fixar a amostra e serve como referencia inicial para o ensaio.
A seguir uma carga maior é então adicionada completando a carga nominal do
ensaio. A leitura do número de dureza é lida diretamente no relógio após a retirada
da carga maior. A dureza Rockwell emprega várias escalas independentes entre si.
Um número alto de dureza corresponde a uma pequena profundidade de
penetração. Os manuais de operação das máquinas de ensaio indicam como efetuar
a medida em cada escala. A tabela I apresenta as condições que determinam as
escalas do método normal. O método superficial é mais comumente empregado
para em corpos de prova de pequena espessura, como lâminas, e materiais que
sofreram algum tratamento superficial, como cementação, nitretação e etc. A tabela
II mostra as escalas deste método.
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Tabela I-. Escalas de dureza Rockwell normal.
Escala Penetrado
r
Carga
(Kgf)
Posição da
escala no relógio Aplicações
B Esfera
1/16” 100 Interna
Ligas de cobre, aços moles,
ligas de alumínio, etc.
C Cone Brale 150 Externa Aço duro, perlítico, etc.
A Cone Brale 60 Externa
Aços finos e aços
endurecidos
superficialmente.
D Cone Brale 100 Externa Aços com características
entre os dois citados acima.
E Esfera 1/8” 100 Interna Ligas de Al e Mg, metais
para mancais.
F Esfera
1/16” 60 Interna
Ligas de cobre recozidas e
chapas finas de metais
moles.
G Esfera
1/16” 150 Interna Liga Cu-Ni-Zn
H Esfera 1/8” 60 Interna Alumínio, zinco, chumbo.
K Esfera 1/8” 150 Interna
Metais para mancais e
outros
metais muito moles ou finos.
L Esfera 1/4” 60 Interna
M Esfera 1/4” 100 Interna
P Esfera 1/4” 150 Interna
R Esfera 1/2” 60 Interna
S Esfera 1/2” 100 Interna
V Esfera 1/2” 150 Interna
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Tabela I - Escalas superficiais do método Rockwell.
Carga
(Kgf) Penetrador Escala Aplicação
15 15 N
30 Cone Brale 30 N Metais similares aos usados pelas escala A,
C e D
45 45 N
15 15 T
30 Esfera
1/16” 30 T
Metais similares aos usados pelas escalas
B, F e G
45 45 T
Para determinar a profundidade em mm do penetrador, empregam-se as seguintes
fórmulas:
a) Para penetrador de diamante
HR comum h HR
HR superfi h HR
0 002 100
0 001 100
, ( )
, ( )cial
b) Para penetrador esférico
HR comum h HR
HR superfi h HR
0 002 130
0 001 100
, ( )
, ( )cial
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3 – DESENVOLVIMENTO
3.1 – Materiais
Aços de natureza desconhecida
3.2 – Equipamento
Durômentro Rockwell da marca OTTO Wolpert D-6700
3.3 – Procedimento
O ensaio de dureza Rockwell consiste em imprimir num corpo de prova um
penetrador padronizado do tipo esférico (aço temperado) ou cônico (cone Brale). No
laboratório posicionamos o corpo de prova na base da máquina e giramos a rosca
até o penetrador atingir o corpo de prova aplicando uma pré-carga de 10 kgf. que
serve como referencia inicial. A seguir a carga maior foi adicionada de acordo com
cada material completando a carga nominal do ensaio. Feito isso a maquina e
acionada de realiza-se a leitura da dureza.
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4 – RESULTADOS
Tabela III – Dados obtidos no ensaio de dureza Rockwell
Material Carga (kgf.) Dureza Media
Aço comum
HRB
10
100
93
94,2
95
93
95
95
Aço VC 131
HRC
10
150
52
52,2
51
52
55
51
Latão
HRB
10
100
62
61,2
58
61
63
62
Cobre
HRB
10
100
9
11,0
13
14
11
8
Alumínio
HRB
10
100
51
50,6
51
50
50
51
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5 – ANALISE DOS RESULTADOS
Ao analisarmos o experimento podemos verificar que o método Rockwell ao
contrario dos outros métodos consegue nos fornecer uma maior precisão dos dados
em um mínimo de tempo. Pelo fato do próprio equipamento nos fornecer o valor da
dureza em cada ensaio a chance de cometer erro por ter diversas pessoas
realizando e experimento e bem menor.
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6 – CONCLUSÃO
Concluímos portando que o ensaio de dureza Rockwell e mais pratico, pois se
obtém os resultados diretamente do aparelho, apresenta certa rapidez e facilidade
de execução, permite avaliar a dureza de metais diversos desde os mais moles ate
os mais duros.
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BIBLIOGRAFIA
1 - Norma Brasileira - ABNT NBR 6671 - Jul/1981 - Materiais Metálicos -
Determinação da Dureza Rockwell
2 - Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos - Fundamentos Teóricos e Práticos
Sérgio Augusto de Souza - Ed. Edgard Blucher Ltda - SP - 1982;
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EXERCICIOS PROPOSTO
1. Cite algumas vantagens da utilização do método Rockwell em relação
aos métodos anteriores.
Avanço em relação ao ensaio Brinell, por possibilitar avaliar dureza de
vários metais (antes não podiam ser ensaiados quanto à dureza).
Tecnicamente, o ensaio elimina o tempo necessário para a medida de
qualquer dimensão da impressão, uma vez que a dureza é lida
diretamente numa escala, previamente preparada em função da
profundidade de penetração. O ensaio é por isto mais rápido e isento
de erros pessoais.
A rapidez do ensaio torna-o propício tanto para o uso em linhas de
produção quanto para uso em laboratório.
2. Como deve ser o procedimento para a escolha da escala adequada no
método Rockwell?
No método Rockwell a escala deve ser definida primeiramente analisando se será
empregado o método superficial ou o método normal após essa definição deve ser
avaliado qual e o tipo de material que será que realizado o ensaio.