1. Defina dureza de um material, como essa propriedade pode ser medida?

Passo 1

O enunciado pede que a gente defina o que é dureza de um material e indique como essa propriedade pode ser medida. Esse é um tópico de propriedades mecânicas de materiais, mais especificamente ligado à resistência à deformação localizada. Para resolver, vamos (1) dar a definição de dureza e (2) descrever os principais ensaios usados para determiná-la.

Passo 2

Dureza é a capacidade de um material de resistir à deformação plástica localizada, seja por penetração de um corpo mais duro (indentação) ou por abrasão e risco. Em outras palavras, quanto mais duro for o material, menor será a impressão ou o risco provocado por um penetrador ou abrasivo.

Passo 3

Os métodos de medição de dureza podem ser divididos em três grupos principais:
  1. Ensaios de indentação estática por carga relativamente alta (macrodureza).
  2. Ensaios de indentação estática com cargas baixas (microdureza).
  3. Ensaios de risco ou abrasão, além de técnicas dinâmicas de impacto (rebound).

Passo 4

Nos ensaios de macrodureza por indentação estática destacam-se:
Brinell – usa uma esfera de aço ou carboneto de tungstênio de diâmetro D carregada com força P. Após retirar a carga, mede-se o diâmetro da impressão d. O número de dureza de Brinell HB é dado por
HB = \frac{2\,P}{\pi\,D\bigl(D - \sqrt{D^2 - d^2}\bigr)}.
Rockwell – emprega um penetrador (cone de diamante ou esfera) e mede-se diretamente a profundidade de penetração sob carga principal e pré-carga. O resultado é um número HR na escala adequada (por exemplo, HRC para cone de diamante, HRB para esfera de aço).

Passo 5

Nos ensaios de microdureza, usados para revestimentos finos ou pequenas regiões, os mais comuns são:
Vickers – usa um penetrador piramidal de diamante com ângulo de face de 136^\circ. Sob carga P, mede-se a média das diagonais d da impressão e calcula-se
HV = \frac{1{,}854\,P}{d^2}.
Knoop – também usa diamante, mas com pirâmide alongada, e mede-se apenas uma diagonal da impressão para avaliar durezas em superfícies frágeis ou camadas muito finas.

Passo 6

Além dos ensaios por indentação, há:
Mohs – teste de risco em que se compara a capacidade de riscar ou ser riscado por minerais de dureza conhecida (escala de 1 a 10).
Shore (rebound) – mede-se a altura de salto (rebound) de um corpo de prova após impacto com um penetrador padronizado; a relação entre altura de retorno e energia dissipável fornece o número Shore.

Resposta

Dureza é a capacidade de um material de resistir à deformação plástica localizada. Ela pode ser medida por ensaios de indentação estática (macrodureza: Brinell, Rockwell; microdureza: Vickers, Knoop), por ensaios de risco e abrasão (Mohs) e por técnicas dinâmicas de impacto (rebound Shore).

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