O que é um durômetro
O ensaio de dureza mede a resistência de um material à penetração de um corpo mais duro e informa o resultado em uma escala. A medição é indireta: em metais correlaciona-se de modo amplo com a resistência à tração, é muito mais rápida que um ensaio de tração e, na maioria das formas, deixa apenas uma pequena marca. Por isso é tão usado como inspeção de recebimento e como verificação após o tratamento térmico.
O método importa mais que o instrumento. Um número de dureza sem a sua escala não tem significado, porque os métodos Rockwell, Brinell, Vickers e de rebote comprimem de um jeito, medem de outro e produzem valores que não são diretamente comparáveis. A mesma peça de aço dará um valor no durômetro de bancada, outro em um dispositivo portátil de rebote e um terceiro em uma máquina Vickers, e os três podem estar corretos nos termos de cada um.
O problema prático de seleção é, portanto, qual método convém à peça: o tamanho dela, se pode ser levada a uma bancada, se a superfície pode ser preparada, se uma marca visível é aceitável e o que a especificação aplicável exige. Esta página percorre esses pontos e também a questão de quando um instrumento portátil substitui validamente uma máquina de bancada e quando não substitui.
Como um durômetro mede
O ensaio de bancada comprime um penetrador definido contra a superfície sob uma carga definida e mede o resultado. No método Rockwell a profundidade de penetração é lida diretamente, e a letra da escala codifica penetrador e carga; por isso a leitura é imediata e por isso a escala deve sempre ser citada junto com o valor. Nos métodos Brinell e Vickers o tamanho da impressão deixada é medido por via óptica e convertido, o que é mais lento e deixa marca maior, mas é muito menos sensível ao estado da superfície.
A espessura do corpo de ensaio em relação à profundidade da impressão é o que com mais frequência invalida uma leitura. Se não há material suficiente sob o penetrador, a bigorna sustenta parte da carga e o número sai alto, o que é uma aprovação falsa, e não um erro evidente. A regra de espessura mínima ligada a cada método existe por essa razão, e ela é conferida contra o desenho, e não pressuposta.
Os durômetros portáteis de rebote funcionam por outro princípio: um corpo definido é lançado contra a superfície e a sua velocidade de rebote é comparada com a velocidade de impacto. Isso é de fato útil em peças grandes que não podem ser levadas a uma máquina, mas o resultado depende da massa e da rigidez da peça, de modo que uma leitura feita em chapa fina não é comparável com uma feita em uma peça fundida pesada. O instrumento converte matematicamente o seu valor de rebote em outras escalas, e essas conversões têm limites que precisam ser respeitados.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Método de ensaio e escala | Os métodos de bancada com as suas letras de escala, e o método portátil de rebote | Qual escala a especificação aplicável indica e se a marca deixada na peça é aceitável. |
| Tipo de penetrador | Cone de diamante, esfera endurecida, pirâmide de diamante e o corpo de impacto do rebote | O que o instrumento pode medir. Algumas combinações de penetrador e carga convêm a materiais duros e outras aos moles, e a letra da escala codifica essa combinação. |
| Carga de ensaio | Fixa para uma dada escala, ou selecionável em uma faixa | Quais escalas o instrumento pode cobrir e se uma única máquina basta para mais de uma especificação. |
| Formato de bancada ou portátil | Máquina fixa com mesa e bigorna, ou dispositivo portátil de rebote | Se a peça pode ou não ser levada até um instrumento e se a leitura precisa ser feita no próprio local. |
| Suporte do corpo de ensaio e espessura mínima | O arranjo da bigorna e a menor seção que o método permite | Se a leitura tem validade. Um corpo de ensaio mal suportado lê acima do real e aprova uma peça que deveria ser reprovada. |
| Exigência de preparação da superfície | O acabamento que o método espera e quanta preparação é feita na peça | Se é preciso prever tempo de preparação e se a própria preparação é aceitável em um componente acabado. |
| Leitura e tratamento dos dados | Display direto, e se as leituras podem ser armazenadas, promediadas ou exportadas | Se é preciso gerar um registro do lote e se se desejam leituras individuais ou um resultado estatístico. |
| Acessórios de verificação | Blocos de referência compatíveis com a escala em uso | Se é possível demonstrar que o instrumento lê corretamente, o que a maioria dos sistemas de qualidade exige em um intervalo definido. |
Como escolher um durômetro
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| Família de material | Metais, plásticos e elastômeros usam escalas diferentes, e nenhum instrumento único cobre os três | Informe o material e a especificação que rege o ensaio. |
| Escala indicada na especificação | O número só tem significado com a sua escala, e a escala exigida define o instrumento | Cite a escala e a faixa de aceitação do desenho ou da norma. |
| Tamanho e massa da peça | Uma peça fundida pesada não vai até uma máquina de bancada, e uma peça leve não pode ser ensaiada com confiabilidade por rebote | Informe as maiores e as menores peças, com massa e espessura de seção aproximadas. |
| Acesso à superfície de ensaio | O penetrador precisa atingir a superfície perpendicularmente a ela | Descreva a geometria e indique se existe bigorna ou suporte especial disponível. |
| Se uma marca é aceitável | Alguns métodos deixam impressão visível, o que os descarta em superfície acabada | Diga se a peça será usada ou vendida após o ensaio. |
| Espessura no ponto de ensaio | Abaixo do mínimo do método a leitura é inválida, e não apenas aproximada | Informe a espessura de parede ou de seção no ponto a ser ensaiado. |
| Exigência de registro e de verificação | Blocos de referência com rastreabilidade e leituras registradas podem ser impostos pelo sistema de qualidade do cliente | Diga se são exigidos certificados ou registros do lote e em que intervalo o instrumento é verificado. |
Se algum destes pontos ainda estiver em aberto, envie o que já souber. Um orçamento pode ser emitido a partir de uma descrição da aplicação e refinado quando as lacunas forem preenchidas.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre um durômetro normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a um durômetro |
| Máquinas de ensaio de tração | Tracionam um corpo de ensaio preparado até a ruptura, dando diretamente resistência, alongamento e módulo. O ensaio é destrutivo, exige corpo de ensaio usinado e é muito mais lento, mas mede a propriedade em si, e não um indicativo dela. Onde um cálculo de projeto ou uma certificação exige um valor de tração, a dureza não pode ser usada no lugar. |
| Máquinas de ensaio de compressão | Aplicam carga para esmagar ou deformar um corpo de ensaio, que é o ensaio relevante para concreto, embalagens e peças elastoméricas. Respondem quanta carga a peça suporta, e não quão dura é a sua superfície. |
| Máquinas de ensaio de impacto | Medem a energia absorvida quando um corpo de ensaio entalhado é rompido, o que diz respeito à tenacidade, e não à resistência à penetração. Dois aços de dureza igual podem diferir bastante no comportamento ao impacto, e um ensaio de dureza não revelaria essa diferença. |
| Medidores de espessura de revestimento | Medem a espessura de uma camada sobre a superfície, e não uma propriedade do substrato. Em uma peça com tratamento superficial muitas vezes os dois valores são desejados, mas respondem a perguntas diferentes e nenhum informa o outro. |
| Medidores de rugosidade | Informam a textura de uma superfície em termos de perfil, o que governa atrito, vedação e aparência. O acabamento superficial também afeta a leitura de dureza, razão pela qual os dois instrumentos dividem com tanta frequência uma mesma bancada de inspeção. |
| Máquinas de ensaio de materiais | Denominação geral para máquinas que aplicam carga a um corpo de ensaio, cobrindo tração, compressão, flexão e fadiga em um único bastidor. Onde um laboratório precisa de várias delas, uma máquina universal cobre todas; a dureza continua sendo uma verificação à parte, mais rápida e em geral não destrutiva. |
Dureza e tenacidade são o par mais tratado como intercambiável. Não são: um tratamento superficial pode elevar muito a dureza mantendo a tenacidade do material onde estava, ou reduzindo-a.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- Material e a especificação ou norma que rege o ensaio
- Escala exigida e faixa de aceitação
- Maiores e menores peças, com massa aproximada
- Espessura de seção ou de parede no ponto de ensaio
- Se a superfície de ensaio é acessível, e qual é a sua geometria
- Se uma marca visível é aceitável após o ensaio
- Se as leituras devem ser registradas para o lote
- Se são exigidos blocos de referência ou acessórios de verificação
- Quantidade, porta de destino e data de entrega exigida
