O Ensaio de Dureza Brinell é um dos métodos mais antigos e comumente utilizados na análise de materiais metálicos em ciência dos materiais, engenharia e outras aplicações. Continua sendo uma escolha confiável para determinar dureza do material, embora métodos mais recentes tenham surgido. O teste de dureza Brinell é especialmente útil para materiais com grãos grandes e grossos.
Conteúdo
O que é o teste de dureza Brinell?
Este teste tornou-se o primeiro padrão para métodos usados para avaliar a dureza de metais em 1900, quando foi introduzido por Johan August Brinell, um engenheiro sueco. Atualmente, ele ainda desempenha um papel importante no controle de qualidade, na fabricação e na metalurgia em todo o mundo. O Teste de Dureza Brinell é um teste mecânico comumente usado para avaliar a dureza de materiais como metais e ligas. Este processo é realizado por meio de uma indentação no material de teste com o uso de um indentador, aplicando-se uma carga conhecida. O Teste de Dureza Brinell, BHT, segue uma série de procedimentos que você verá à medida que avançamos, e é eficiente para materiais grosseiros e heterogêneos, como peças fundidas e forjadas.
Princípio do Teste Brinell
O princípio básico do Teste Brinell inclui o uso de um indentador esférico rígido perfurado no material de teste, utilizando uma carga padronizada por um período específico. O indentador é geralmente uma esfera de aço temperado ou carboneto de tungstênio com diâmetro de 10 mm. A carga padronizada aplicada varia de 500 kgf a 3000 kgf, dependendo do material de teste. Isso é feito por um período de cerca de 10 a 15 segundos, conhecido como tempo de permanência, antes da realização das medições.
Procedimento de teste de dureza Brinell
Aqui está um procedimento passo a passo de como realizar o teste de dureza Brinell:
Preparando a amostra de teste
A superfície da amostra de teste é devidamente preparada por meio de limpeza ou polimento com abrasivos para garantir que esteja lisa e livre de quaisquer contaminantes. Isso é feito para garantir uma indentação precisa e evitar erros nas medições.
Selecionando o tamanho da bola
O tamanho padrão de bola de 10 mm é usado para testes padrão, embora possa ser menor, de cerca de 2.5 a 5 mm para materiais mais macios ou finos.
Escolhendo a carga
Escolha uma faixa de carga de 500 a 3000 kgf, dependendo da natureza do material de teste. Escolha 500 kgf para materiais mais macios, como ligas de alumínio, chumbo, etc. 1500 kgf funciona para bronze e latão, enquanto 3000 kgf é ideal para aços e ferros fundidos.
Tempo de carregamento e duração
Aplique a carga escolhida por um tempo de permanência de cerca de 10 a 15 segundos, usando um sistema que permita consistência para evitar erros durante o teste. O tempo de permanência escolhido também dependerá do tipo de material a ser testado.
Medindo a indentação
Meça o diâmetro de dois eixos perpendiculares entre si (900) e calcular a média ou média. Pelo menos duas leituras devem ser feitas para evitar erros e garantir a precisão.
Cálculo do teste de dureza Brinell
Se estiver usando um sistema manual, insira os valores medidos na fórmula para calcular o Número de Dureza Brinell. No entanto, um sistema automatizado pode fornecer resultados instantâneos.
Aplicações do teste de dureza Brinell
Como o teste de dureza Brinell produz uma indentação relativamente grande, ele é mais apropriado para testar grandes amostras com estruturas de grãos grosseiros ou irregulares, como peças forjadas e componentes fundidos.
Teste de metais macios a médio-duros
O teste Brinell funciona bem em ferro fundido, ligas de alumínio, latão e aço carbono. Esses materiais permitem marcas nítidas sem danificar a superfície.
Componentes grandes e não uniformes
Ideal para peças grandes, como peças fundidas, forjadas e chapas de aço. O indentador esférico de 10 mm proporciona resultados estáveis em superfícies ásperas ou irregulares.
Monitoramento de Tratamento Térmico
O teste ajuda a comparar a dureza antes e depois de tratamentos térmicos, como recozimento ou revenimento, confirmando se o efeito desejado foi alcançado.
Avaliação da Zona de Solda
O teste Brinell calcula a média das variações de dureza em costuras de solda e zonas afetadas pelo calor, oferecendo leituras gerais confiáveis.
Vantagens e desvantagens do teste Brinell
Vantagens:
- Simples e econômico: configuração direta com preparação mínima de amostra.
- Ótimo para superfícies ásperas: pode ser executado em superfícies não usinadas ou irregulares
- Eficaz para peças grandes: pode lidar com componentes muito grandes para outros métodos de teste
- Confiável para materiais macios e médio-duros: fornece resultados médios que refletem a verdadeira dureza em massa
Desvantagens:
- Não adequado para amostras finas: grandes entalhes podem danificar materiais delicados
- Tamanho de indentação grande: pode ser indesejável para peças de precisão ou superfícies cosméticas
- Menor precisão: precisão limitada para materiais pequenos ou com acabamento fino em comparação com Vickers
- Inadequado para revestimentos: o teste penetra além das camadas superficiais, tornando-o ineficaz para revestimentos superficiais ou filmes finos
Testes de dureza Brinell vs. outros
Para entender melhor o lugar do método Brinell entre outros testes de dureza populares, vamos compará-lo com o Dureza Vickers e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. Testes de dureza Rockwell.
| Característica | Dureza Brinell | Rockwell Dureza | Dureza Vickers |
|---|---|---|---|
| Indentador | Esfera de aço/carboneto | Esfera ou cone de aço | Pirâmide de Diamante |
| Faixa de carga | 500–3000 kgf | 15–150 kgf | 10g – 100 kgf |
| Tamanho do recuo | Grande | Suporte: | Pequeno |
| Adequação do Material | Metais macios-médios | Ampla variedade | Revestimentos finos |
| Precisão | Suporte: | Alto | Muito alto |
| Preparação de Superfície | Baixo | Baixo | Alto |
| Uso comum | Fundidos, forjados | Controle de qualidade na produção em massa | P&D, análise de microestrutura |
Cada teste tem seus pontos fortes. O Brinell é mais indicado para itens ásperos, macios ou grandes. O Rockwell oferece eficiência industrial, enquanto o Vickers se destaca em precisão e versatilidade.
Perguntas frequentes
O teste de dureza Brinell é adequado para medir a dureza de peças metálicas sinterizadas?
O teste de dureza Brinell geralmente não é adequado para peças de metal sinterizadoSeu grande indentador pode pressionar os poros da superfície, levando a resultados imprecisos ou inconsistentes. Este método é mais adequado para materiais densos e homogêneos. Para componentes de metalurgia do pó, o teste Vickers ou de microdureza é geralmente preferido devido às suas indentações menores e maior precisão.
A temperatura afeta o sucesso do teste Brinell?
Sim, a temperatura da amostra e do testador pode afetar os resultados. Portanto, é mais seguro realizar este teste em uma temperatura ambiente entre 10 e 35 ºC. 0C (50 a 95 0F).
Existe alguma diferença entre testar superfícies planas e curvas?
Sim, existem algumas diferenças:
- O formato da indentação em uma superfície plana é circular, enquanto o de uma superfície curva não é circular, mas elíptico.
- Para superfícies planas, a diferença entre as duas medidas de diâmetro (maior e menor) da mesma indentação não deve ser maior que uma porcentagem do diâmetro da esfera do indentador.
- Para superfícies curvas, o raio mínimo da curvatura da superfície deve ser duas vezes e meia o diâmetro da esfera.