Quando se trata da qualidade do material, a dureza de um material é um parâmetro importante para o controle de qualidade, o desenvolvimento de novas ligas e tarefas relacionadas a materiais.
Neste post, respondemos a várias perguntas importantes sobre a dureza de materiais e exploramos como ela é medida por meio de testes de macrodureza e microdureza. Além disso, continue lendo para explorar um processo de trabalho de software simples para facilitar o teste de microdureza de acordo com os métodos de Vickers e Knoop.
O que é dureza?
A dureza indica a resistência de uma amostra à deformação, sua mudança de tamanho ou forma devido a forças físicas. A capacidade de medir e comparar a dureza dos materiais de forma objetiva é fundamental para a seleção do material correto para uma aplicação adequada.
Como a dureza é testada?
A dureza é medida por meio de um teste em que um indentador é pressionado contra a superfície do material sob uma força específica por um intervalo de tempo padronizado. Esse teste pode ser aplicado a uma ampla variedade de materiais, incluindo metais e ligas, cerâmicas, polímeros e filmes.
Teste de macrodureza vs. microdureza: Qual é a diferença?
Em geral, as amostras maiores são testadas por meio de testes de macrodureza, enquanto as peças menores são medidas por meio de testes de microdureza. Ambos são realizados de acordo com padrões internacionais, como os da Organização Internacional de Normalização (ISO - International Organization for Standardization) e da Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM - American Society for Testing and Materials).
Veja a seguir uma visão geral dos dois métodos:
1. Teste de macrodureza
O teste de macrodureza mede a dureza de um material em uma escala maior sob cargas pesadas, normalmente acima de 1 kg ou cerca de 10 newtons (N). Os inspetores usam esse teste para materiais e amostras que são grandes e robustos o suficiente para suportar as cargas pesadas aplicadas durante o processo de teste.
Os exemplos incluem materiais e equipamentos usados nos setores automotivo, aeroespacial, de construção, manufatura e metalurgia.
2. Teste de microdureza
O teste de microdureza mede a dureza de um material em uma escala microscópica sob cargas menores, normalmente abaixo de 10 N. Os inspetores usam esse teste para materiais e amostras que são pequenos, finos, demandam medições precisas em microescala ou não suportam testes de macrodureza.
Os exemplos incluem filmes e revestimentos finos, componentes pequenos e superfícies revestidas. Esse método proporciona percepções críticas sobre as características microestruturais de um material, por isso é frequentemente usado para análise de falhas, pesquisa em ciência dos materiais e controle de qualidade na manufatura.
Comparação de testes de microdureza: Vickers vs. Knoop
Durante um teste de microdureza, um indentador de diamante é pressionado contra a superfície de uma amostra com uma força definida por uma duração específica. Esse teste é realizado de acordo com o método de Vickers ou Knoop. Aqui estão algumas diferenças importantes entre esses dois testes:
1. Teste de microdureza Vickers
Para o teste de microdureza de acordo com o método Vickers, o indentador é um diamante no formato de uma pirâmide quadrada com um ângulo de 136 graus. Esse formato quadrado faz com que o teste de dureza Vickers seja mais adequado para amostras pequenas e redondas.
Teste de microdureza de acordo com o método Vickers
2. Teste de microdureza Knoop
Para o teste de microdureza de acordo com o método Knoop, o indentador tem a forma de uma pirâmide alongada. Ele tem uma relação comprimento/largura de 7 para 1 e ângulos de 172 graus para a borda longa e 130 graus para a borda curta. Esse formato retangular faz com que o método Knoop seja mais adequado para amostras pequenas e longas.
O método Knoop também cria uma indentação pequena e rasa, o que o torna preferível para amostras finas, como folhas metalizadas, indentações muito espaçadas ou indentações próximas à borda da amostra. As cargas também são normalmente mais leves do que as de Vickers para testar amostras quebradiças.
Teste de microdureza de acordo com o método Knoop
Observação e medição da indentação com um microscópio
Depois que a indentação é feita durante um teste de microdureza, um inspetor faz a observação e a medição com o auxílio de um microscópio. Essas medições fornecem um número de dureza que determina a resistência da amostra à deformação do material a partir de uma carga de compressão constante.
O número de dureza é baseado nas medições feitas na indentação formada na superfície da amostra, na qual a força aplicada é dividida pela área da superfície da indentação, resultando na unidade de dureza como quilograma-força por milímetro quadrado (kgf/mm²).
- No caso do teste Vickers, ambas as diagonais da indentação são medidas, e o valor médio é usado para calcular o número de dureza Vickers.
- No caso do teste Knoop, o comprimento da indentação ao longo de seu eixo longo é usado para calcular o número de dureza.
Um processo de trabalho de software customizado para testes de microdureza
Para simplificar esse processo de medição, criamos um fluxo de trabalho de software especial. Nossa solução customizada PRECiV™ para testes de microdureza determina o número de dureza de acordo com o método Vickers ou Knoop.
Para selecionar a solução de teste de microdureza, use o processo de trabalho de soluções de materiais na janela de ferramentas do lado direito do software PRECiV. A área de processo de trabalho o guiará pelo procedimento de medição de acordo com o método selecionado de Vickers ou Knoop.
Calcule a dureza de uma amostra e a profundidade das indentações por meio da solução customizada para testes de microdureza no software PRECiV.
Uma vez concluída a medição, os resultados são exibidos na área de planilha da janela de ferramentas. Nela, você poderá encontrar o número de dureza, o comprimento das diagonais e as coordenadas da interseção. Além disso, uma estatística da medição é exibida na área de processo de trabalho à direita.
O botão salvar resultados exporta os dados e os parâmetros específicos da amostra como uma pasta de trabalho do Excel ou um arquivo compatível com o Excel.
Veja o processo completo no vídeo a seguir! Sinta-se à vontade para entrar em contato com nossa equipe em caso de dúvidas ou para agendar uma demonstração desse processo de trabalho de medição.
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