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
, 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:
- Aplica-se uma carga menor (pré-carga) \(F_0)) para assentar o penetrador e eliminar folgas.
- Aumenta-se até a carga maior ) (carga total), mantendo-a por tempo padrão.
- Retira-se a parte adicional da carga, voltando à pré-carga
) e mede-se a profundidade residual
(diferença de profundidade entre pré-e pós-carga maior).
A dureza Rockwell
é um número adimensional obtido por
onde
e
são constantes que dependem da escala (para Rockwell C,
e
.
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 , dispensando a etapa de microscopia.
– 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
Passo 5
A seguir, um desenho esquemático em corte transversal da impressão feita pelo penetrador cônico de
(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:
• = pré-carga (carga menor) que define o ponto A.
• F = carga maior aplicada repetidamente, que aprofunda o penetrador até B.
• h = profundidade residual entre os níveis de carregamento.
• N, s = constantes da escala Rockwell (por ex. para C: ,
).
•
• F = carga maior aplicada repetidamente, que aprofunda o penetrador até B.
• h = profundidade residual
• N, s = constantes da escala Rockwell (por ex. para C:
Resposta
O teste Rockwell aplica duas cargas
e
, mede a profundidade
da impressão e calcula
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
, a carga maior
, a profundidade de penetração
, e as constantes
e
.