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O ensaio de dureza Vickers

Quais os símbolos e designações usados neste documento? Quais são as forças de ensaio usuais? Qual é a distância mínima entre as impressões adjacentes? Qual deve ser a espessura mínima do corpo de prova em relação à força de ensaio e à dureza? Qual é o nomograma projetado para a espessura mínima do corpo de prova (HV 0,01 a HV 100)? Qual é o procedimento para verificação periódica pelo usuário da máquina de ensaio, do sistema de medição da diagonal e do penetrador? Essas perguntas estão sendo respondidas no texto sobre o ensaio de dureza Vickers.

17/07/2019 - Equipe Target

NBR ISO 6507-1 de 06/2019: o ensaio de dureza Vickers

A NBR ISO 6507-1 de 06/2019 - Materiais metálicos - Ensaio de dureza Vickers - Parte 1: Método de ensaio especifica o método de ensaio de dureza Vickers para as três faixas diferentes de forças de ensaio para materiais metálicos, incluindo os metais duros e outros carbonetos cementados (ver tabela abaixo). O ensaio de dureza Vickers é especificado neste documento para comprimentos de diagonais de impressão entre 0,020 mm e 1,400 mm. A utilização deste método para determinar a dureza Vickers de pequenas impressões está fora do escopo deste documento, pois os resultados iriam experimentar grandes incertezas, devido às limitações da medição ótica e das imperfeições da geometria da ponta. Um método de verificação periódica é especificado para a checagem de rotina da máquina de ensaio em serviço pelo usuário. Para materiais e/ou produtos específicos, há normas internacionais próprias.

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Quais os símbolos e designações usados neste documento?

Quais são as forças de ensaio usuais?

Qual é a distância mínima entre as impressões adjacentes?

Qual deve ser a espessura mínima do corpo de prova em relação à força de ensaio e à dureza?

Qual é o nomograma projetado para a espessura mínima do corpo de prova (HV 0,01 a HV 100)?

Qual é o procedimento para verificação periódica pelo usuário da máquina de ensaio, do sistema de medição da diagonal e do penetrador?

Os termos e definições não estão listados neste Documento. A ISO e a IEC mantêm um banco de dados com a terminologia para uso na padronização nos seguintes endereços: —— IEC Electropedia: disponível em http://www.electropedia.org/; e Plataforma de navegação on-line ISO: disponível em http://www.iso.org/obp. O princípio é um penetrador de diamante, na forma de uma pirâmide reta com base quadrada e com um ângulo especificado entre faces opostas no vértice, é pressionado sobre a superfície de um corpo de prova, seguido da medição do comprimento diagonal da impressão deixada na superfície após a remoção da força de ensaio, F (ver figura abaixo).

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A dureza Vickers é proporcional ao quociente obtido pela divisão da força de ensaio e da área da superfície inclinada da impressão, a qual assume-se que seja uma pirâmide reta de base quadrada, e tendo no vértice o mesmo ângulo do penetrador. Uma pirâmide reta tem seu vértice alinhado com o centro da base. Conforme aplicável, este documento adotou os parâmetros de ensaio de dureza, como especificado pelo Grupo de Trabalho sobre Dureza (CCM-WGH), no âmbito do Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM), do Comitê Consultivo de Massas e Quantidades Relacionadas (CCM) (ver Anexo F).

O sistema de medição da diagonal deve satisfazer os requisitos da ABNT NBR ISO 6507-2. Convém que as ampliações sejam fornecidas para que a diagonal possa ser ampliada para mais que 25%, mas menos que 75% em relação ao campo de visão ótico máximo possível. Muitas lentes objetivas não são lineares para a borda do campo de visão. Um sistema de medição diagonal que usa uma câmera para medição pode utilizar 100 % do campo de visão da câmera, pois ele é projetado para considerar as limitações do campo de visão do sistema ótico.

A resolução necessária do sistema de medição da diagonal depende do tamanho da menor impressão a ser medida. Ao determinar a resolução do sistema de medição, convém que a resolução do microscópio ótico, a resolução digital da escala de medição e o tamanho do passo de qualquer estágio do movimento, quando aplicável, sejam considerados.

O ensaio deve ser realizado em uma superfície lisa e plana, isenta de depósitos de óxido, substâncias estranhas e, especificamente, completamente livre de lubrificantes, a menos que especificado de maneira diferente em normas relativas aos produtos. O acabamento da superfície deve permitir a determinação precisa do comprimento diagonal da impressão.

Para amostras de metal duro, a espessura da camada removida da superfície não pode ser inferior a 0,2 mm. A preparação da superfície deve ser realizada de modo a evitar danos na superfície ou alteração da dureza superficial, devido ao aquecimento ou ao trabalho a frio excessivo. Devido à pequena profundidade das impressões de microdureza Vickers, é essencial que sejam tomadas precauções especiais durante a preparação. Recomenda-se utilizar um processo de polimento/eletropolimento que seja adequado para o material a ser medido.

A espessura do corpo de prova ou da camada sob ensaio deve ser de no mínimo 1,5 vez o comprimento da diagonal da impressão, como especificado no Anexo A. Nenhuma deformação deve estar visível na superfície inferior do corpo de prova após o ensaio. A verificação periódica determinada no Anexo C deve ser realizada dentro de uma semana antes do uso para cada força de ensaio utilizada, entretanto, é recomendada a verificação no dia da utilização.

A verificação periódica é recomendada sempre que a força de ensaio for alterada. A verificação periódica deve ser feita sempre que o penetrador for trocado. O corpo de prova deve ser colocado sobre um suporte rígido. As superfícies do suporte devem estar limpas e livres de substâncias estranhas (oxidação, óleo, sujeira etc.).

É importante que o corpo de prova fique firmemente apoiado no suporte, para que qualquer deslocamento que afete o resultado não possa ocorrer durante o ensaio. Para materiais anisotrópicos, por exemplo, aqueles que foram fortemente trabalhados a frio, pode haver uma diferença entre os comprimentos das duas diagonais da impressão. Portanto, sempre que possível, convém que a impressão seja feita de modo que as diagonais estejam orientadas no plano a aproximadamente 45° da direção do trabalho a frio.

A especificação do produto pode indicar limites para as diferenças entre os comprimentos das duas diagonais. O microscópio do sistema de medição da diagonal deve ser focalizado para que a superfície da amostra e o local do ensaio desejados possam ser observados. Algumas máquinas de ensaio não requerem que o microscópio seja focalizado na superfície da amostra.

O penetrador deve entrar em contato com a superfície de ensaio e a força de ensaio deve ser aplicada em uma direção perpendicular à superfície, sem choque, vibração ou sobrecarga, até que a força aplicada atinja o valor especificado. O tempo desde a aplicação inicial da força até que seja atingida a força final de ensaio deve ser de 7 +1 -5 s. 1 Os requisitos para as durações de tempo são dados com limites assimétricos. Por exemplo, 7+1-5 s indica que 7 s é a duração do tempo nominal com um intervalo aceitável não inferior a 2 s (calculado como 7 s – 5 s) e não inferior a 8 s (calculado como 7 s + 1 s).

Para os ensaios na faixa de dureza Vickers e de dureza Vickers com baixa força, o penetrador deve entrar em contato com o corpo de prova a uma velocidade ≤ 0,2 mm/s. Para ensaios de microdureza, o penetrador deve entrar em contato com o corpo de prova a uma velocidade ≤ 0,070 mm/s. A duração da força de ensaio deve ser de 14 +1 - 4 s, exceto para ensaios em materiais cujas propriedades dependentes do tempo iriam tornar este um intervalo inadequado.

Para estes ensaios, esta duração deve ser especificada como parte da designação da dureza (ver 5.2). Há evidências de que alguns materiais são sensíveis à taxa de deformação que causam alterações no valor do limite de escoamento. O efeito correspondente ao término da formação de uma impressão pode alterar o valor da dureza.

Ao longo do ensaio, a máquina de ensaio deve estar protegida de choques ou vibrações. O relatório de ensaio deve incluir as seguintes informações, salvo acordo em contrário entre as partes interessadas: uma referência a este documento, ou seja, NBR ISO 6507-1; todas as informações necessárias para a identificação do corpo de prova; data do ensaio; resultado da dureza obtido em HV, relatado no formato determinado em 5.2; todas as operações não especificadas neste Documento ou consideradas opcionais; detalhes de quaisquer circunstâncias que tenham afetado os resultados; temperatura do ensaio, se estiver fora da faixa de temperatura especificada em 8.1; onde a conversão para outra escala de dureza também é realizada, a base e o método dessa conversão.

Não há um processo geral de conversão exata de dureza Vickers em outras escalas de dureza ou em resistência à tração. Convém que tais conversões, portanto, sejam evitadas, a menos que uma base confiável para conversão possa ser obtida por meio de ensaios comparativos (ver também ISO 18265). Uma comparação estrita dos valores de dureza só é possível com forças de ensaio idênticas.

FONTE: Equipe Target

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