Descreva o ensaio de dureza Vickers. Qual a norma internacional para a execução do ensaio Vickers?
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- Descrever o ensaio de dureza Vickers (ou seja: explicar o que é, como se faz, quais medidas se obtêm e como se calcula o valor de dureza).
- Indicar qual é a norma internacional para a execução do ensaio Vickers.
Não há dados numéricos no enunciado; trata-se de resposta teórica e procedimental.
Passo 2
O que é o ensaio Vickers (princípio básico).
- O ensaio Vickers é um método de medição da dureza onde se pressiona um penetrador de diamante com forma de pirâmide quadrada sobre a superfície da peça e mede-se o tamanho da impressão deixada.
- A pirâmide tem ângulo entre faces opostas igual a
(essa geometria é padrão do penetrador Vickers). - A dureza Vickers quantifica a resistência do material à penetração, relacionando a carga aplicada com a área da impressão deixada.
Passo 3
Descrição física do penetrador e do resultado da prova.
- Penetrador: diamante praticamente indeformável, em forma de pirâmide quadrada (quatro faces).
- Após aplicação da carga, forma-se uma impressão com duas diagonais medíveis; as diagonais são perpendiculares entre si.
- Medem-se as duas diagonais
e (em milímetros) e usa-se a média
como dimensão característica da impressão.
Passo 4
Fórmula e unidades — como se calcula a dureza Vickers.
- A fórmula prática usada em ensaios é
onde:
-
é a dureza Vickers em unidades (historicamente expressa como “HV”), -
é a carga aplicada em quilograma-força , -
é a diagonal média da impressão em milímetros . - Se a carga for dada em newtons
, usa-se a forma equivalente
porque
e
.
- Observação:
tem dimensão de pressão (força por área); é usual reportá‑la como número seguido de “HV” (por exemplo, ).
Passo 5
Passo a passo prático do ensaio (o procedimento que se faz na máquina).
- Preparação da amostra:
- Superfície plana, limpa e bem polida (risco de erro grande se a superfície for rugosa).
- Espessura adequada; idealmente a peça é suficientemente espessa para que a impressão não seja afetada pela parte traseira. (Se necessário, amostra é embutida e polida.)
- Escolha da carga:
- Escolher carga apropriada ao material e ao tipo de medição (microindentação: cargas pequenas; macroindentação: cargas maiores). A escolha afeta tamanho da impressão e precisão da leitura.
- Aplicação da carga:
- Encostar o penetrador, aplicar a carga de forma controlada e manter durante o tempo de aplicação (tempo de permanência ou “dwell time”) conforme procedimento.
- Remoção da carga e medição:
- Após remoção, medir as duas diagonais
e com ocular micrométrica do microscópio da máquina. - Calcular
e então a dureza com a fórmula do Passo 4.
- Após remoção, medir as duas diagonais
- Repetições e média:
- Fazer pelo menos 3 indentações válidas (distantes de arestas e entre si) e usar a média dos valores de
ou reportar intervalo/dispersão.
- Fazer pelo menos 3 indentações válidas (distantes de arestas e entre si) e usar a média dos valores de
- Registro:
- Registrar carga, tempo de aplicação, temperatura ambiente (se relevante), número de indentação, dimensões medidas e valor de
.
- Registrar carga, tempo de aplicação, temperatura ambiente (se relevante), número de indentação, dimensões medidas e valor de
Passo 6
Como medir as diagonais e evitar erros comuns.
- Medição: usar o microscópio acoplado à máquina; medir duas diagonais quase perpendiculares; se houver discrepância grande entre
e (desvio percentual elevado), a impressão é suspeita e deve ser descartada. - Evitar locais próximos a arestas, superfícies endurecidas por tratamento superficial, estrias ou inclusões.
- Distância entre indentações: deve ser suficiente para que as tensões geradas por uma impressão não interfiram na outra (regra prática: vários tempos a diagonal; o valor exato e critérios estão especificados na norma).
- Superfície mal polida, sujeira, ou penetrador gasto geram leituras erradas.
Passo 7
Micro versus macro Vickers; exemplos típicos e conversões.
- O ensaio Vickers é versátil: pode usar cargas muito pequenas (micro-Vickers) para finas camadas ou materiais delicados, ou cargas grandes (macro) para medições convencionais.
- Exemplo numérico simples (ilustrativo): suponha
e que as diagonais medidas sejam e . - Primeiro calcula-se
. - Então
- Resultado: aproximadamente
.
- Primeiro calcula-se
- Observação: números acima são apenas exemplo de procedimento; valores reais dependem do material e da carga escolhida.
Passo 8
Boas práticas, calibração e fontes de incerteza.
- Calibrar a máquina regularmente com blocos‑referência certificados.
- Verificar perpendicularidade do penetrador e alinhamento óptico.
- Controlar o tempo de aplicação e a velocidade de carregamento/descarregamento se previsto na norma.
- Registrar condições do ensaio (carga, tempo, temperatura) para permitir rastreabilidade.
- Principais fontes de erro: má preparação da superfície, carga inadequada (impressão muito pequena ou muito grande), máquina sem calibração, penetrador danificado.
Passo 9
Observação sobre normas (onde consultar detalhes operacionais).
- Os detalhes técnicos (valores recomendados de cargas, tempos de aplicação, critérios de distância entre impressões, métodos de calibração, incertezas e relatórios) são especificados na norma técnica aplicável ao ensaio; seguir a norma garante resultados comparáveis entre laboratórios.
Resposta
O ensaio Vickers é um método de dureza por penetração que utiliza um penetrador de diamante em forma de pirâmide quadrada (ângulo entre faces opostas
); aplica‑se uma carga
sobre a superfície, mede‑se a diagonal média
da impressão e calcula‑se a dureza pela fórmula
(ou
se
em newtons).
Norma internacional: ISO 6507 (série), especialmente (método de ensaio).
Norma internacional: ISO 6507 (série), especialmente