Que durómetro escolher?

O durómetro, ou medidor de dureza, é um instrumento de medição que serve para avaliar a rigidez ou resistência de um material.

Utilizado em testes de dureza, o durómetro determina a resistência de um material à deformação por meio de uma ferramenta mais rígida, geralmente um cone de diamante ou uma esfera de aço, que penetra na superfície do material a testar. Em seguida, o dispositivo mede a profundidade de penetração da ferramenta na superfície da amostra, bem como a respetiva impressão.

Existem diferentes métodos de teste. Neste guia, vamos falar-lhe de vários tipos de durómetros, incluindo as vantagens e desvantagens de cada um.

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  • Como escolher um durómetro?

    Estes são os principais aspetos a ter em conta na escolha de um durómetro:

    Carga de ensaio: a carga, ou força, a aplicar sobre um dado material vai depender da dureza deste. Metais como o aço ou ligas, por exemplo, requerem cargas até 3 000 kgf, ao passo que metais macios não precisam de mais de 500 kgf. Quanto mais elevada a força aplicada, maior a precisão. É importante notar que a impressão não deve exceder 1/10 da espessura da amostra.

    Gama de dureza: vai ditar a escolha do material do penetrador, também chamado indentador. Para graus de dureza superiores a 650 HB/30, opte por um penetrador de diamante. No caso de materiais com um grau de dureza inferior, escolha antes um penetrador de aço ou de metal duro.

    Nível de precisão: depende da superfície a medir (estado de limpeza, superfície plana, sistema estático ou dinâmico, etc.).

    Versatilidade do dispositivo: a sua importância varia em função da forma e do tamanho das amostras a testar.

    Critérios de escolha:

    • Carga de ensaio
    • Gama de dureza
    • Nível de precisão
    • Versatilidade do dispositivo
  • Quais os diferentes tipos de durómetros?

    Os durómetros são classificados de acordo com o método de teste que utilizam:

    • método Brinell
    • método Rockwell
    • método Vickers
    • método Knoop
    • ultrassons
  • Porquê optar por um durómetro Brinell?

    Medidor de dureza Brinell da INNOVATEST

    O método Brinell é o mais utilizado no setor industrial para medir a dureza dos materiais. Consiste na aplicação da carga sobre a superfície da amostra com um penetrador esférico de aço, cujo diâmetro deve ser selecionado de acordo com o tamanho da amostra. A medição é depois efetuada com um microscópio ou uma lupa própria

     

    Este método apresenta diversas vantagens:

    • É o método mais adequado para medir a dureza de amostras rugosas, pela facilidade de manipulação que oferece comparativamente aos outros métodos.
    • As cargas aplicadas são elevadas (3 000 Kg).
    • São possíveis inúmeros tamanhos de esferas e cargas: a faixa de medição é muito ampla.
    • Pode ser usado para testar todos os tipos de metais.
    • Os resultados do método Brinell são mais precisos e fiáveis do que os obtidos pelo método Rockwell, uma vez que aquele utiliza um penetrador esférico, que distribui a pressão de maneira uniforme.

     

    O método Brinell tem, no entanto, algumas limitações:

    • Podem ocorrer erros de medição, dado que a impressão é medida com um instrumento óptico.
    • Ainda que a carga aplicada seja superior à de outros métodos de teste, a superfície da amostra deve ser cuidadosamente preparada, limpa e plana, pois quaisquer imperfeições poderão afetar a precisão e a fiabilidade das medições.
    • Os testes de dureza de Brinell são, portanto, bastante morosos (até 60 segundos, sem contar o tempo de preparação da amostra). Como tal, este método não se adequa a testes de rotina.
    • Não permite testar superfícies cilíndricas, pois só é preciso e fiável em superfícies planas.
    • O seu preço é relativamente elevado devido à existência de equipamentos ópticos.
  • Porquê optar por um durómetro Rockwell?

    Durómetro Rockwell da Tinius Olsen

    O método Rockwell é o mais universal porque pode utilizar tanto um cone diamantado como uma esfera de aço como penetradores para medir a dureza de um material.

    • O cone diamantado é usado unicamente para aço temperado e metais duros. Não é recomendado para graus de dureza inferiores a 785 N/mm².
    • A esfera de aço utiliza‑se com materiais de menor rigidez. Há que ter em atenção que quanto mais macio for o material, maior deve ser o diâmetro da esfera e mais baixa a carga aplicada.
    • As esferas de grande diâmetro são usadas para testar materiais plásticos.

     

    O método Rockwell tem, ainda, outras vantagens:

    • É o único método em que as medições são efetuadas sem recurso a equipamento óptico, o que torna esta solução automatizável e mais rápida.
    • É menos sensível a eventuais imperfeições na amostra.
    • Pode ser usado para medir amostras cilíndricas, esféricas ou cónicas.
    • É rápido, pois baseia‑se em ciclos de medição curtos.

     

    Contudo, também tem limitações:

    • Os intervalos das cargas de ensaio são limitados.
    • Para alguns materiais, como o aço sem tratamento, este método por si só não é suficiente, devendo ser complementado pelo uso de um penetrador Brinell, com forças de ensaio mais elevadas.
    • A precisão da medição depende do contacto entre o penetrador e a superfície da amostra. Se houver impurezas na superfície, pode ocorrer uma deformação quando se aplica a força de ensaio, bem como um erro na medição.
    • É menos preciso em materiais de elevada dureza.
  • Porquê optar por um durómetro Vickers?

    Durómetro Vickers da MITUTOYO

    O método Vickers é uma técnica de teste de microdureza. Adequa‑se a todos os materiais sólidos e metálicos e a todos os graus de dureza entre 10 gf e 100 kgf.

    É semelhante ao método Brinell, com a diferença de que utiliza um penetrador de diamante piramidal de base quadrada com uma carga fixa. O diâmetro da impressão é medido por um instrumento óptico. Esta técnica permite cargas de ensaio leves, bem como cargas macro até 30 kg.

     

    O método Vickers oferece as seguintes vantagens:

    • A faixa de medição é bastante ampla. Pode ser usado para testar todos os tipos de materiais, desde os extremamente macios aos extremamente duros.
    • O teste é fácil de executar.
    • Os cálculos são independentes do tamanho da pirâmide de diamante.
    • Pode utilizar‑se o mesmo penetrador para medir materiais com diferentes graus de dureza.
    • É ideal para testes de laboratório.

     

    Contudo, também apresenta inconvenientes:

    • A medição óptica da impressão (com um microscópio, por exemplo) torna o processo moroso e pode dar origem a erros.
    • Tal como no método Brinell, é necessário preparar devidamente a superfície da amostra.
    • Em certos materiais, a impressão é menos nítida e, logo, mais difícil de medir, devido à distribuição irregular da carga aplicada pela pirâmide.
  • Porquê optar por um durómetro Knoop?

    Durómetro Knoop / Vickers da AFFRI

    O método Knoop é uma técnica de ensaio de microdureza alternativa à técnica Vickers, que também utiliza um indentador piramidal mas com uma base mais estreita em forma de losango. Permite exercer forças de ensaio pouco significativas, de apenas alguns gramas.

    É usado, principalmente, para avaliar o risco de fissuração em materiais frágeis, como a cerâmica, e para testar a dureza das camadas finas de uma amostra, nomeadamente de revestimentos.

    Utiliza-se, muitas vezes, juntamente com o método Vickers.

  • Porquê optar por um durómetro por ultrassons?

    Durómetro por ultrassons da INNOVATEST

    O durómetro por ultrassons permite realizar ensaios de dureza não destrutivos. Esta técnica de inspeção utiliza ondas sonoras para avaliar a qualidade dos materiais sólidos (metais, betão, tijolos), determinar a sua espessura e detetar eventuais defeitos internos.

    Os ensaios por ultrassons podem ser realizados por contacto ou por imersão. O equipamento, constituído por uma sonda, é portátil.

    • A inspeção por contacto permite examinar peças volumosas impossíveis de transportar.
    • A inspeção por imersão consiste em submergir o material num líquido, o que facilita o movimento das ondas sonoras e a deteção de pequenos defeitos.
  • Devo escolher um durómetro portátil ou de bancada?

    • Os durómetros de bancada são os medidores de dureza mais correntes que utilizam os métodos Brinell, Rockwell ou Vickers. São equipamentos pesados e volumosos, a instalar num banco de ensaio ou diretamente no chão. A sua principal vantagem reside no facto de permitirem medir a dureza com os métodos clássicos.

     

    • Os durómetros portáteis são equipamentos muito mais pequenos, leves e compactos. A sua maior vantagem é que o utilizador não necessita de recolher uma amostra do material para realizar o teste. Assim, na maioria dos casos, são mais práticos.
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