Explique como funciona o teste de dureza Rockwell e qual é a principal diferença na medição em relação aos testes Brinell e Vickers. Desenhe a impressão deixada pelo penetrador cônico (Rockwell C) e identifique os parâmetros envolvidos na medição.

Passo 1

O enunciado pede para explicar o princípio do teste de dureza Rockwell, destacar sua principal diferença em relação aos testes Brinell e Vickers, e ainda desenhar a impressão deixada pelo penetrador cônico usado na escala C, identificando os parâmetros envolvidos na medição. O conteúdo é resistência ao contato e métodos de ensaio de dureza por penetração.

Passo 2

No teste de dureza Brinell a matéria-prima recebe uma esfera de aço ou carboneto de tungstênio sob carga F, e a dureza é calculada a partir do diâmetro da impressão (método ótico de medição de diâmetro). No Vickers usa-se um penetrador piramidal quadrangular e a dureza é dada pela diagonal da impressão (método ótico de medição de área projetada). Ambos inferem dureza pela área deixada na superfície.

Passo 3

O teste Rockwell funciona de modo diferente: em vez de medir diretamente a área, ele avalia a profundidade de penetração do penetrador. O procedimento geral é:
  1. Aplica-se uma carga menor (pré-carga) \(F_0)) para assentar o penetrador e eliminar folgas.
  2. Aumenta-se até a carga maior \(F) (carga total), mantendo-a por tempo padrão.
  3. Retira-se a parte adicional da carga, voltando à pré-carga \(F_0) e mede-se a profundidade residual h (diferença de profundidade entre pré-e pós-carga maior).
A dureza Rockwell HR é um número adimensional obtido por
HR = N - s\,h
onde N e s são constantes que dependem da escala (para Rockwell C, N=100 e s=0,002\,\text{mm}^{-1}.

Passo 4

A principal diferença em relação a Brinell e Vickers é justamente o método de medição:
– Brinell/Vickers usam medição ótica do tamanho da impressão (diâmetro ou diagonal) para calcular área.
– Rockwell mede eletronicamente (ou por comparação com escala) a profundidade de penetração h, dispensando a etapa de microscopia.

Passo 5

A seguir, um desenho esquemático em corte transversal da impressão feita pelo penetrador cônico de 120\circ (Rockwell C):
 /\
 / \ ← penetrador cônico (\(120\circ\))
 / \
_____/______\_______ superfície inicial
 \ /
 \ / ← profundidade h medida entre
 \ / o nível sob pré-carga \(F_{0}\) (ponto A)
 \/ e o nível sob carga total F
 A •─────────────• B 
 ↑ h
Identificação dos parâmetros:
F_{0} = pré-carga (carga menor) que define o ponto A.
• F = carga maior aplicada repetidamente, que aprofunda o penetrador até B.
• h = profundidade residual h = \text{AB} entre os níveis de carregamento.
• N, s = constantes da escala Rockwell (por ex. para C: N=100, s=0,002).

Resposta

O teste Rockwell aplica duas cargas F_0 e F, mede a profundidade h da impressão e calcula
HR = N - s\,h,
enquanto Brinell e Vickers inferem a dureza pela área da impressão medida óticamente (diâmetro ou diagonal). Os parâmetros envolvidos no Rockwell C são a pré-carga F_0, a carga maior F, a profundidade de penetração h, e as constantes N=100 e s=0,002.

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