Alguns tipos de corrosão

Corrosão Filiforme 

É um caso especial de corrosão por fresta que pode ocorrer numa superfície de alumínio sob revestimento orgânico. Assume a forma de filamentos aleatoriamente distribuídos com formato de espiras, e também pode ser conhecida como corrosão vermicular ou em forma de vermes. Os produtos de corrosão formam uma protuberância na superfície do revestimento, como colinas numa planície. As trilhas procedem de um ou mais pontos, onde o revestimento falha. O filme superficial propriamente dito não é envolvido no processo, exceto na função de prover zonas inadequadas com pouca adesão, que formam as frestas nas quais ocorre corrosão, como conseqüência do acesso da umidade em áreas com acesso restrito de oxigênio. A corrosão filiforme em geral ocorre em ambientes caracterizados por elevada umidade. Pode ser combatida pelo uso de revestimentos, anodização e inibidores à base de cromato aplicados antes da pintura. A quantidade de alumínio consumida pela corrosão em frestas é pequena e significativa apenas em caso de pequenas espessuras ou quando a aparência da superfície é muito importante. Mais sério é o caso de produtos de corrosão em grandes quantidades em espaços confinados, pois sendo muito mais volumosos que o metal a partir do qual são produzidos, podem distorcer mesmo seções com grandes dimensões.

Corrosão por Esfoliação

Detectada no meio paralelo à superfície metálica. Ocorre em materiais que passam por grandes esforços mecânicos provenientes de processos de fabricação. Uma vez iniciado o processo de corrosão em superfícies de ligas de alumínio, com essas características, o ataque pode ocorrer nas áreas afetadas por esses esforços, mais frequentemente em frestas. Geralmente ocorre em materiais extrudados, que tiveram seus grãos alongados e achatados. Essa forma de corrosão tem sido detectada, mais comumente, em ligas de alumínio das séries 2.000 (Al, Cu, Mg), 5.000 (Al, Mg) e 7.000 (Al, Zn, Cu, Mg).

 Pode ser combatido por tratamento térmico e adição de elementos de liga adequados.

Corrosão Intergranular

Este tipo de corrosão se processa no interior dos grãos cristalinos do material metálico o

qual, pela perda de suas propriedades mecânicas, assim como na caso da corrosão

intergranular, poderá fraturar à menor solicitação mecânica com efeitos muito mais

catastróficos que o caso da intergranular.

A corrosão intergranular é uma forma de ataque localizado na superfície metálica, na qual um caminho estreito é corroído preferencialmente ao longo dos contornos de grãos. A força motriz é a diferença no potencial de corrosão que se desenvolve entre uma zona fina do contorno de grão e o volume dos grãos adjacentes. Esta diferença de potencial pode ser devida a diferenças na

composição entre as duas zonas. Tratamentos térmicos, como solubilização de uma liga seguido por têmpera, levam à supersaturação dos elementos de ligas em solução sólida. Posteriormente estes elementos têm uma tendência para precipitar como constituintes intermetálicos. Dependendo da composição e localização destes constituintes precipitados, eles podem tornar-se a causa da corrosão

intergranular. Ligas contendo constituintes intermetálicos, uniforme e finamente distribuídos, são resistentes à corrosão intergranular.

O ataque preferencial nas regiões empobrecidas em cromo, adjacentes aos contornos de grãos, torna-se acelerado porque estas regiões tem um potencial mais anódico que ambos, os precipitados de carbonetos nos contornos de grãos e o interior dos grãos passivos (RAMANATHAN, 1992). A corrosão intergranular nos aços inoxidáveis é geralmente resultado da sensitização, termo usualmente

empregado para descrever tratamentos térmicos que tornam, ou podem tornar uma liga susceptível à corrosão intergranular (MAGRI ;ALONSO, 1995).

ENSAIO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARTE 1

Generalidades Descrição e Aplicabilidade do Método

O ensaio por partículas magnéticas é utilizado na localização de descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos. Pode ser aplicado tanto em peças acabadas quanto semi-acabadas e durante as etapas de fabricação. O processo consiste em submeter a peça, ou parte desta, a um campo magnético. Na região magnetizada da peça, as descontinuidades existentes, ou seja a falta de continuidade das propriedades magnéticas do material, irão causar um campo de fuga do fluxo magnético. Com a aplicação das partículas ferromagnéticas, ocorrerá a aglomeração destas nos campos de fuga, uma vez que serão por eles atraídas devido ao surgimento de pólos magnéticos. A aglomeração indicará o contorno do campo de fuga, fornecendo a visualização do formato e da extensão da extensão da descontinuidade.

Magnetismo

Todos nós conhecemos os imãs e dizemos que um material ferromagnético nas proximidades de um imã é por este atraído. O magnetismo é um fenômeno de atração que existe entre esses materiais. Nota-se que por vezes o fenômeno pode ser de repulsão ou de atração. Os imãs podem ser naturais,conhecidos como “pedras-imãs” e os artificiais, fabricados a partir de aços com propriedades magnéticas específicas para esse fim.

Polos magnéticos

Quando estudamos uma barra imantada, verificamos que as características magnéticas da barra não são iguais ao longo da mesma, porém verificamos que ocorre uma concentração da força magnética de atração ou repulsão nas extremidades. A estes pontos onde se manifestam a atração com maior intensidade damos o nome de polos magnéticos. Se dispusermos de duas barras imantadas e colocarmos uma próxima da outra, deixando uma fixa e a outra livre, verificaremos que ocorrerá uma força de atração entre as barras de modo a fazer com que se unam. No entanto, se separarmos as barras e girarmos a barra móvel de 180° e novamente aproximarmos, verificaremos que ao invés de ocorrer a atração, ocorrerá a força de repulsão,o que nos leva a concluir que temos duas espécies de pólos. Uma que promove a atração e o outro que promove a repulsão. Isto é, numa mesma barra os pólos não são iguais. É por isso que se diz que pólos iguais se repelem e pólos diferentes se atraem.

Permeabilidade magnética

A permeabilidade magnética é definida como sendo a facilidade com que um material pode ser magnetizado, e é representado pela letra “µ“. É um número adimensional, isto é, não possui unidade, pois é uma relação entre duas grandezas. A permeabilidade magnética de um material é a relação entre a condutividade magnética do material e a condutividade magnética do ar , ou ainda , a relação entre o magnetismo adquirido pelo material pela presença de um magnetismo externo e a força de magnetização externa. É importante salientar que a permeabilidade magnética de um material não é constante e depende da força externa de magnetização. Porém , o material tornar-se-á saturado, quando a magnetização externa for intensa.

Classificação magnética dos materiais

De acordo com a permeabilidade magnética podemos classificar os materiais em três grandes grupos:

a) Ferromagnéticos: µ > 1. São assim definidos os materiais que são fortemente atraídos por um imã exemplo: ferro, cobalto e quase todos os tipos de aço. São ideais para inspeção por partículas magnéticas.

b) Paramagnéticos: µ = 1. São os materiais que são levemente atraídos por um imã. Exemplo: platina,alumínio,cromo,estanho,potássio. Não são recomendados para inspeção por partículas magnéticas.

c) Diamagnéticos: µ < 1. São os materiais que são levemente repelidos por um imã. Exemplo: prata, chumbo, cobre, mercúrio. O ensaio por partículas magnéticas não é aplicável a estes materiais.

O campo magnético

É definido como sendo a região do espaço na qual magneto ou material ferromagnético experimenta uma força. Assim quando aproximarmos uma barra imantada de uma pilha de alfinetes, nestes agem uma força de atração. O campo magnético é representado por um conjunto de linhas de fluxo, também denominamos de linhas de força, cujo número e forma dependem de fonte geradora.

O campo de fuga

A interrupção das linhas de força dá origem a novos pólos, provocando a dispersão das linhas de fluxo magnético que dão origem ao “Campo de Fuga”. A figura demonstra como as linhas de força são pertubadas pela presença de uma descontinuidade dando origem ao campo de fuga.

No ensaio por partículas magnéticas, ao aplicarmos um pó ferromagnético, constituído de partículas finamente divididas, as quais denominadas de pó magnético, no local onde surgir um campo de fuga, devido à formação de um dipolo magnético, provocará o agrupamento das partículas, ou seja, as partículas se acumulam em todo contorno de um campo de fuga. Desta forma, poderíamos dizer que o ensaio por partículas magnéticas é um “detector” de campos de fuga, que são “revelados” pela presença de acúmulos de partículas. Verificamos na prática que, para ocorrer um campo de fuga adequado na região das descontinuidades, a intensidade de campo, deve atingir valores adequados e as linhas de força devem ser o mais perpendicular possível ao plano da descontinuidade, caso contrário não será possível o acúmulo das partículas de forma nítida. Enfatizamos que é necessário que haja, na região inspecionada, intensidade de campo suficiente e que as linhas de força do campo magnéticos estejam o mais perpendicular possível em relação ao plano formado pelos contornos da descontinuidade para que ocorra a detecção. Caso contrário, isso não será possível.

Métodos e técnicas de magnetização - Longitudinal

É assim denominado o método de magnetização que produz um campo magnético longitudinal da peça e fechando o circuito através do ar. Portanto, recomendamos para a detecção de descontinuidades transversais na peça A magnetização longitudinal é obtida por indução de campo por bobinas ou eletroimãs.

Métodos e técnicas de magnetização - Circular

Neste método, que pode ser tanto por indução quanto por passagem de corrente elétrica através da peça , as linhas de força que formam o campo magnético circulam através da peça em circuito fechado, não fazendo uma “ponte” através do ar. É usada para a detecção de descontinuidades longitudinais.

Métodos e técnicas de magnetização - Multidirecional

Também conhecida como combinada ou vetorial, é um método em que simultaneamente são aplicados na peça dois campos magnéticos: um pelo método longitudinal e o outro pelo método circular. É portanto a combinação de duas técnicas que produzem um vetor rotativo, que permite observar, de uma só vez, as descontinuidades com diversas orientações. As vantagens dessa técnica são:

• Na inspeção de componentes seriados onde se reduz substancialmente o tempo de inspeção;

• Economia de partículas magnéticas;

• Cada peça ou componente é manuseado apenas uma vez;

• Menor possibilidade de erros por parte do inspetor, uma vez que, observa-se ao mesmo tempo, tanto as decontinuidades longitudinais quanto as transversais.

As desvantagens, entre outras, são:

• Seu emprego é um tanto quanto restrito a peças de geometria simples;

• A detectabilidade de defeitos é menor do que quando os campos são aplicados sequencialmente;

• Não é fácil fazer o equilíbrio magnético entre os campos longitudinal e circular;

• Não é possível utilizar corrente continua para dois campos;

• Não é possível efetuar a inspeção pelo método residual.

Podemos concluir que a magnetização simultânea possibilita menor tempo de execução trazendo como benefício maior produção. Contudo, é limitada pelo ajuste da intensidade dos campos magnéticos que é necessário para obtenção de uma resultante capaz de detectar adequadamente as descontinuidades nas duas direções da peça em ensaio, descontinuidades longitudinais e transversais. Na prática este ajuste é conseguido realizando testes com peças ou corpos de prova contendo defeitos conhecidos. No entanto, ressaltamos que a magnetização simultânea apresenta resultados mais confiáveis na detecção de descontinuidades de diferentes direções. A sua desvantagem é que aumenta mais uma etapa no ensaio.

Produção do Cobre ASTM 110 em forno rotativo

Trecho do relatório de estágio de um aluno do SENAI - Nadir Dias de Figueiredo.

Curso técnico em Metalurgia.

Para  a  produção  da  liga  ASTM  110  (quando tarugo),  o  profissional  da  preparação  de  cargas,  com  o  auxílio  de  uma  pá  -  carregadeira  da  Caterpillar enche  as  caixas  de  carga  com  a  sucata  de  Cobre  de  1°,  que  se  refere  à    materiais  de  Cobre  (cabos, fios e barras)  isentos  de  óleo  e  graxa,  bem  como isenção  de  partes  estanhadas.

Em  seguida,  com  a  ponte  rolante,  o  preparador  de  cargas  pesa  as  caixas  cheias de  Cobre  de  1°,  descontando  o  peso  da  caixa  vazia  e  anota  na  ficha  de  carga (que é um documento onde indica o que foi carregado no forno e a quantidade).

Nota:  O  motivo  de  se  usar  material  com  pouca  graxa  ou  óleo  nessa  liga,  é  para  evitar  a  formação  de  bolhas  resultantes  dos  Hidrocarbonetos.

O  profissional  de  fundição,  com  o  auxílio  da  ponte  rolante  leva  a  caixa  de cargas  até  o  carregador,  que  é  uma  plataforma  de  aço,  onde  a  mesma  é  aberta para  que  seja  despejado  o  material.  Em  seguida,  o  profissional  do  forno  com  o auxílio  de  um  rastelo  puxa  o  material  para  dentro  de  um  cilindro  que  alimenta o  forno  lateralmente  através  de  um  pistão  hidráulico.

Nota:  Cada  tempo  total  de  ciclo  de  carga  varia  em  função  da  forma  e proveniência  do  material,  devido  às  densidades  aparentes  serem  diferentes,  como exemplo  para  esse  caso  podemos  citar  sucata  de  Cobre  picotada  e  sucata  de Cobre  prensada.

Por  ser  um  forno  de  fusão  à  fogo,  para  nosso  material  o  melhor  combustível  a se  utilizar  é  o  Querosene  sustentado  pelo  Oxigênio.

Estando  o  forno  pré  -  aquecido  e  carregado,  são  colocadas  baixas  vazões  de Oxigênio  e   Querosene  no  maçarico,  para  queimar  óleos,  graxas,  possíveis plásticos  ou  papéis  e  outros,  quando  o  operador  notar  que  o  material  parou  de exalar  fumaça  (resultado da queima do Enxofre e outras impurezas),  é  dado  início ao  processo  de  fusão  do  Cobre,  com  vazões  de  Querosene  e  Oxigênio  definidas e  com  o  forno  rodando.  Nessa  etapa  ocorre  grande  oxidação  do  banho,  o  que  vai ajudar  a  remover  impurezas  usuais  como  Pb  e  Sn.

O  Cobre  funde  à  1.083° C,  e  sua  fusão  nessas  condições  varia  entre  50  minutos e  uma  hora.

Chegado  o  resultado  da  análise  química,  onde  consta  o  teor  de  Oxigênio, seguimos  para  a  etapa  de  tratamento  para  redução  do  teor  de  Oxigênio  no Cobre  líquido.  Esse  tratamento  consiste  em  introduzir  pontaletes  de  Eucalipto recém - cortados  no  banho  de  Cobre.  A  quantidade  de  pontaletes  de  eucalipto  à ser  colocada  é  em  função  das  ppm  de  Oxigênio  contidas  no  banho.

O  Oxigênio  contido  no  banho,  enquanto  os  pontaletes  fornecem  energia  e  geram uma  forte  reação  exotérmica,  liga  preferencialmente  com  o  Carbono  contido  na madeira  e  aos  elementos  da  seiva,  gerando  CO,  H₂O  e  outros  que  volatilizam  e reduzem  o  teor  de  Oxigênio  no  metal  líquido.

Nota:  é  muito  importante  para  o  tratamento,  que  os  pontaletes  tenham  sido cortados  no  máximo  há  duas  semanas,  pois  à  partir  desse  período,  a  seiva começa  a  secar  e  não  produz  o  efeito  desejado,  colocados  apenas  os  pré – definidos  pela  análise  química.

Estando  a  carga  completamente  fundida,  o  profissional  do  forno  deve  remover toda  a  escória  que  se  formou  resultante  de  Óxidos  e  impurezas  menos  densas que  o  Cobre.

Com  o  auxílio  de  uma  espécie  de  rodo  que  é  introduzido  ao  forno  rotativo lateralmente,  a  escória  é  removida  e  colocada  em  uma  caixa.

Nota:  A  quantidade  de  escória  varia  em  função  da  proveniência  da  sucata fundida.  Quanto  mais  limpa  a  sucata,  menos  escória  vamos  ter.

Com  um  amostrim  previamente   pintado  com  fosfato  tricálcio  (caulim),  são retiradas  duas  amostras  do  metal  líquido.

Uma  é  resfriada  em  água  e  enviada  ao  laboratório  químico  para  análise  do Oxigênio  presente  no  metal.  A  outra,  enquanto  rubra,  é  forjada  à  uma  expessura de,  em  média,  8  mm.  Com  o  auxílio  de  uma  talhadeira  e  uma  marreta,  é  feito um  pequeno  entalhe  no  centro  da  mesma.  A  amostra  é  dobrada  no  sentido  do lado  sem  entalhe.

Caso  hajam  trincas  no  entalhe,  podemos  concluir  que  temos  altas  ppm  de Oxigênio  no  Cobre.  Caso  não  hajam  trincas,  é  sinal  de  baixas  ppm  de  Oxigênio  no  Cobre.

Nota:  o  Oxigênio  ligado  ao  Cobre,  forma  uma  fase  frágil,  o  que  provoca  trincas durante  o  forjamento  e/ou  outras  conformações.

É  retirada  uma  nova  amostra  com  outro  amostrim,  também  previamente  pintado com  caulim,  amostra  essa  para  se  revelar  em  análise  química  o  quanto  se  elevou  o  teor  de  Oxigênio  na  transferência  do  banho  do  forno  de  fusão  para  o forno  de  espera.

Caso  as  ppm  de  O₂  tenham  excedido  o  limite  da  liga,  é  adicionada  a  liga Cobre – Fósforo  na  forma  de  grãos  diretamente  no  forno  de  espera.  A  quantidade  à  ser  usada  também  é  em  função  das  ppm  de  O₂   e  o  método  é  satisfatório,  pois o  Oxigênio  liga  preferencialmente  ao  Fósforo  do  que  ao  Cobre.  Caso  seja realmente  necessário  esse  tratamento,  após  o  mesmo  é  retirada  mais  uma amostra  para  confirmação  do  teor  de  Oxigênio.  Caso  seja  confirmado  o enquadramento  do  Oxigênio  na  liga,  seguimos  para  o  vazamento.

Escorificado,  refinado  e  à  uma  temperatura  x  acima  do  ponto  de  fusão,  o  Cobre é  transferido  para  um  forno  de  espera  à  indução  da  Inductoterm  através  de  uma bica  de  vazamento.

A  temperatura  é  estabilizada  à  um  patamar  ao  qual  é  o  mais  recomendado  para vazamento  em  uma  lingoteira  de  puxada  semi - contínua  de  resfriamento  à  água.

Nota:  o  motivo  de  se  transferir  o  Cobre  para  o  forno  de  espera  com  um superaquecimento  é  para  que  o  metal  não  solidifique  ao  entrar  em  contato  com a  bica  de  transferência.

Estando  na  especificação  química  e  na  temperatura  adequada,  é  basculado  o forno  de  espera  na  lingoteira,  lingoteira  essa  provida  de  uma  máquina  de vazamento  para  lingotamento  semi – contínuo,  que  consiste  em  puxar  o  produto na  mesma  velocidade  em  que  ele  é  solidificado.

Um  cuidado  importante  para  esse  caso,  é  cobrir  a  bica  com  negro  de  fumo enquanto  o  metal  é  transferido  do  forno  para  a  lingoteira  para  evitar  a incorporação  de  gases  no  produto  fundido.

Seguido  corretamente  o  processo  e  tendo  também  boas  condições  de  todos  os equipamentos,  temos  produtos  de  excelente  qualidade,  isto  é,  livres  de  trincas, bolhas,  inclusões,  com  impurezas  dentro  da  faixa  especificada  e  sem  demais deformidades  e  não - conformidades.

Tendo  o  produto  fundido  todas  as  condições  supra – citadas,  o  mesmo  não  deve apresentar  problemas  quando  conformado.

Cronômetro - Como utilizar

Blog da Gestão empresarial: Cronômetro - Como utilizar

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Têmpera superficial por indução

Têmpera é um dos processos utilizados no tratamento térmico de metais para aumentar a dureza e conseqüente resistência dos mesmos. O processo da têmpera consiste em duas etapas: aquecimento e esfriamento rápido ou brusco. O aquecimento visa obter a organização dos cristais do metal, numa fase chamada austenitização. O nome deriva do sobrenome, Austen, do descobridor dessa fase, a qual é explicada abaixo. O esfriamento brusco visa obter a estrutura martensita (supersaturada em carbono; nome deriva do sobrenome Martens, de seu descobridor).

A têmpera por indução vem a ser a têmpera localizada e superficial realizada em superfícies onde seja desejável alta dureza, sub-superfície tenaz e alta resistência ao desgaste, onde muitos fazem analogia ao tratamento de cementação, entretanto restringido a áreas específicas da peça, reduzindo distorções devido às tensões internas, no entanto, o objetivo principal da têmpera por indução é o aumento da resistência à fadiga.

ƒ A têmpera superficial produz regiões endurecidas na superfície do componente (de microestrutura martensítica) de elevada dureza e resistência ao desgaste, sem alterar a microestrutura do núcleo.

 - Vantagens comparativas do endurecimento superficial em relação ao total:

 - Dificuldades técnicas decorrentes do tratamento térmico de peças de

    grandes dimensões;

 - Diminuição do risco de trincas em peças de grandes dimensões;

 -ƒ Possibilidade de endurecimento apenas regiões submetidas ao desgaste;

 -ƒ Economia - Emprego de aços de baixa temperabilidade (aços ao carbono de

      custo mais baixo) no lugar de aços de alta temperabilidade (custo mais

       elevado);

ƒ Produtividade – o tratamento de têmpera superficial é mais rápido;

2 - Equipamento

Basicamente, utilizam-se bobinas elétricas e uma fonte de energia elétrica, como um conversor de corrente alternada. Seguem alguns exemplos de bobinas utilizadas:

Seguem alguns arranjos utilizados para o processo:

3 - O procedimento

Basicamente, o aço é aquecido por um campo magnético gerado por uma corrente alternada de alta frequência que passa através de um indutor ( bobina de Cobre resfriada a água). O campo gerado depende da resistência da corrente e do n. voltas da bobina

A camada externa é austenitizada e imediatamente resfriada, o que provoca a têmpera.

Os métodos de têmpera superficial diferem em função das fontes de energia utilizadas. Nesse trabalho trataremos apenas  da têmpera por indução.

A energia necessária para a têmpera por indução é fornecida na forma elétrica que se converte para a forma térmica. Um conversor fornece corrente alternada de alta freqüência para um indutor que induz uma corrente parasita na superfície da peça aquecendo-a rapidamente. A temperatura depende da potência disponível e do tempo de aquecimento. A profundidade de austenitização é basicamente determinada pela freqüência utilizada.

A têmpera por indução é dividida em três métodos:

                 • Têmpera progressiva

                 • Têmpera rotativa

                 • Têmpera estacionaria

3.1 - Têmpera progressiva

No método de têmpera progressiva a fonte de energia  é acoplada à ducha de resfriamento e ambas são guiadas  sobre a superfície da peça. Com isto somente uma zona estreita é progressivamente aquecida e imediatamente resfriada.

3.2 - Têmpera rotativa

Na têmpera rotativa a peça gira entre o indutor ou queimadores (para processo à chama)até que se atinja a temperatura de têmpera na profundidade desejada. O resfriamento ocorre numa segunda operação através da imersão da peça num tanque de resfriamento.

A têmpera rotativa é um método utilizado para aumentar a resistência à fadiga

tanto do flanco como da raiz do dente (casos de rodas dentadas), através da têmpera total do dente até uma profundidade de aproximadamente 2 a 5 mm abaixo da raiz. A resistência à fadiga da raiz do dente é igual a da têmpera dente a dente do flanco e raiz.

A têmpera rotativa por chama pode ser considerada um método seguro e flexível.

Engrenagens de módulo 1 até módulo 20, diâmetro até 2000 mm e altura até 400

mm podem ser temperadas. Já a têmpera rotativa por indução das engrenagens

está limitada a pequenos diâmetros de até 350 mm em função da limitação da

potência do conversor.

4 - Dureza superficial

A máxima dureza superficial atingível depende basicamente da quantidade de

carbono que é solubilizada na temperatura de têmpera. Uma quantidade de

carbono de 0,3%, a dureza atingida é de aproximadamente 50 HRC e para 0,5%

a dureza de 60 HRC.

Como não ocorre um efeito de cementação durante a têmpera por chama e

indução, o material deve ter o carbono necessário para a requerida dureza antes

do tratamento. Quando se utiliza materiais para cementação, estes devem ser

cementados antes, obrigatoriamente.

Durante o resfriamento a velocidade crítica de resfriamento deve ser alcançada

para que a austenita seja transformada totalmente em martensita. No caso de

materiais não ligados, o resfriamento deve ser feito quase sempre em água.

Ensaio de Dureza – Produtos Acabados

Embora os ensaios de dureza possa, em princípios, ser feito em quase todos os produtos metálicos, existem alguns produtos em que o ensaio de dureza é o único possível sem causar destruição da peça, ou em que o ensaio de dureza desempenha função importante na especificação do produto. Seguem alguns produtos acabados:

- Engrenagens: mais comumente dureza Rockwell nos dentes da engranagem.

- Esferas e rolamentos: dureza Rockwell como único ensaio mecânico possível.

- Parafusos: durezas Brinell e Rockwell, tanto no topo como no lado da cabeça do parafuso.

- Rodas de Avião: Ensaio Shore em vários locais da peça.

- Peças Soldadas: Muitas vezes deseja-se verificar a alteração estrutural causada pela soldagem de uma peça. Essa verificação é feita por meio de ensaio de dureza Vickers ou Rockwell ao longo de uma linha que passa pelo material base de um lado, pela solda até o outro lado do material-base.

Ensaio de Dureza – Dureza Shore

O método consiste em medir a profundidade da impressão deixada no material com a aplicação da carga e é dependente de outros fatores além da dureza, como das propriedades viscoelásticas e da duração do ensaio.

Este aparelho de medição foi desenvolvido em 1920, pelo fabricante de instrumentos Albert F. Shore, e é amplamente utilizado na medição da dureza de polímeros, elastômeros e borrachas.

Existem diversas escalas utilizadas em materiais com propriedades diferentes. As mais comuns são a A e D, sendo a A utilizada em plásticos macios e a D em plásticos rígidos. No entanto, a ASTM D 2240 contém 12 escalas, dependentes da intenção de uso, sendo elas: A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S e R. Cada escala resulta em um valor entre 0 e 100, sendo que valores maiores indicam um material mais duro.

Shore propôs uma medida de dureza por choque que mede a altura do ressalto de um peso que cai livremente até bater na superfície lisa e plana de um corpo de prova. Essa altura de ressalto mede a perda de energia cinética do peso, absorvida pelo corpo de prova. Esse método é conhecido por dureza escleroscópia ou dureza Shore.

A dureza Shore foi introduzida para ensaios de aços endurecidos, onde o método Brinell não podia ser usado por danificar a esfera penetradora. Ele utiliza um martelo de aço em forma de uma barra com uma ponta arredondada de diamante que cai de uma certa altura dentro de um tubo graduado de 0 a 140.

         Outros estudos puderam relacionar a dureza Shore e o limite de resistência de alguns aços. A dureza Shore não é função linear do limite de resistência.

         A impressão Shore é pequena e serve para medir durezas de peças já acabadas ou usinadas. A máquina Shore é leve, portátil e pode portanto ser adaptada em qualquer lugar, podendo com isso, medir a dureza de peças muito grandes, impossíveis de serem colocadas nas maquinas de dureza por penetração, como por exemplo cilindros de laminação. 

Modelo de Instrução Técnica de Líquido Penetrante

Imagem meramente ilustrativa

Este é um modelo de instrução técnica de líquido penetrante que pode auxiliar profissionais de END em fase de qualificação.

IT 001

Instrução técnica de END/LP

Elaborada por Thiago Loretti     SNQC: xxxxx

REV.:00 Abril de 2008

1 - Introdução

1.1 - Esta IT tem por objetivo estabelecer os parâmetros pada o END/LP  nos parafusos de Titânio em questão.

1.2 - Documento de referência: PR-001 REV.:06

2 - Pessoal autorizado

2.1 - Profissional certificado na norma SNQC/END pela Abendi.

2.2 - Execução do ensaio: Profissional LP-N1-G ou LP-N2-G

2.3 - Laudo do ensaio: Somente profissional LP-N2-G

3 - Produtos e equipamentos

3.1 - Produtos

3.1.1 - LP IA

3.1.2 - Revelador úmido não aquoso

3.1.3 - Solvente

Observação: Todos os produtos devem estar aprovados com relação ao teste de contaminantes (Cloro e Flúor) pelo fabricante. As embalagens devem estar em condições aceitáveis, conter rótulo legível e devem conter número de lote/corrida, data de fabricação e data de validade. Somente serão utilizados produtos aprovados no teste de recebimento com o bloco padrão citado no item 3.2.4.

3.2 - Equipamentos

3.2.1 - Trena calibrada

3.2.2 - Luxímetro calibrado

3.2.3 - Radiômetro calibrado

3.2.4 - Bloco padrão JIS 10

3.2.5 - Trapos de pano limpos e secos;

3.2.6 - Pirômetro calibrado

3.2.7 - Luminária com Luz UV

3.2.8 - Bandeija para retenção de líquidos

3.2.9 - Frascos com água

3.2.10 - E.P.I.'s conforme requisitos de segurança do local

4 - Produtos a serem ensaiados

4.1 - Parafusos de titânio com cabeça allen (15 peças)

4.2 - Dentro da oficina do autódromo

4.3 - Iluminação de 400 lux

4.4 - temperatura de 30°C

4.5 - Superfície contém resíduos de óleo

4.6 - Após teste de velocidade

4.7 - Propósito do ensaio: Detectar trincas de fadiga

5 - Condições do ensaio

5.1 - Iluminação máxima de 20 lux

5.2 - temperatura entre 10 e 52°C

5.3 - Superfície livre de óleo, graxa, oxidações e qualquer outro contaminante que possa impedir a penetração do LP

5.4 - Iluminação mínima de 1000 microwatts/cm2 fornecida pela luminária com lâmpada de luz UV

6 - Detalhamento do ensaio

6.1 - Preparação e limpeza da superfície: Limpeza inicial com solvente. Aguardar 5 min para a secagem do solvente.

6.2 - Aplicação do LP por imersão. O tempo de penetração deverá ser de 20 a 30 min.

6.3 - Remoção do excesso de LP: Despejar água dos frascos sobre a superfície dos parafusos removendo todo o excesso de LP e coletando o líquido com a bandeija. Secar o excesso de água com trapos de panos secos e limpos. Aguardar 5 minutos para a secagem da água.

6.4 - Conferência da remoção em ambiente escurecido (máx de 20 lux) com auxílio de luz UV. Aguardar 1 minuto em ambiente escurecido para acostumar a visão ao ambiente. O inspetor não deve utilizar óculos com lentes fotossensíveis.

6.5 - Aplicação do revelador: aplicar o revelador sobre a superfície dos parafusos por pulverização. Deve formar uma camada fina e uniforme em toda a área de interesse.

6.6 - Tempo de interpretação;

6.6.1 - Inicial: Logo após a aplicação do revelador

6.6.2 - Final: Após 20 minutos da aplicação do revelador

6.7 - Limpeza final: Conforme item 6.1 dessa IT.

7 - critérios de aceitação

7.1 - Referência: ASME VIII, div.1 ap.8

7.2 - Indicação relevante: Indicação maior que 1,6 mm

7.3 - Indicação linear: Indicação com comprimento maior que 3x a largura.

7.4 - Indicação arredondada: Indicação de formato circular ou eliptico com comprimento menor ou igual a 3x a largura.

7.5 - Reprovadas;

7.5.1 - Indicação Linear relevante

7.5.2 - Indicação arredondada com medida maior que 4,8 mm

7.5.3 - 4 ou mais Indicações arredondadas, relevantes, alinhadas e com espaçamento menor ou igual a 1,6 mm entre a borda das indicações

8 - Relatório dos resultados

8.1 - As indicações relevantes devem ser registradas no relatório conforme anexo 1, 2a ou 2b do PR-001 REV.:06
Verificar sempre as normas atuais

Ensaio de Dureza – Dureza Vickers

O ensaio Rockwell também mostra limitações. Por exemplo, suas escalas não têm continuidade. Por isso, materiais que apresentam dureza no limite de uma escala e no início de outra não podem ser comparados entre si quanto à dureza.

Outra limitação importante é que o resultado de dureza no ensaio Rockwell

não tem relação com o valor de resistência à tração, como acontece no ensaio Brinell.

Vários pesquisadores tentaram encontrar uma solução para superar essas dificuldades.

Coube a Smith e Sandland, em 1925, o mérito de desenvolver um método de ensaio que ficou conhecido como ensaio de dureza Vickers. Este método leva em conta a relação ideal entre o diâmetro da esfera do penetrador Brinell e o diâmetro da calota esférica obtida, e vai além porque utiliza outro tipo de penetrador, que possibilita medir qualquer valor de dureza, incluindo desde os materiais mais duros até os mais moles.

Isso não quer dizer que o ensaio Vickers resolva todos os problemas de avaliação de dureza dos materiais. Mas, somado aos outros dois métodos já estudados, é um bom caminho para atender às necessidades de processos industriais cada vez mais exigentes e sofisticados.

O ensaio desenvolvido por Smith e Sandland ficou conhecido como ensaio de dureza Vickers porque a empresa que fabricava as máquinas mais difundidas para operar com este método chamava-se Vickers-Armstrong. A dureza Vickers se baseia na resistência que o material oferece à penetração de uma pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo entre faces de 136º, sob uma determinada carga. O valor de dureza Vickers (HV) é o quociente da carga aplicada (F) pela área de impressão (A) deixada no corpo ensaiado. Essa relação, expressa em linguagem matemática é a seguinte:

A máquina que faz o ensaio Vickers não fornece o valor da área de impressão da pirâmide, mas permite obter, por meio de um microscópio acoplado, as medidas das diagonais (d1 e d2) formadas pelos vértices opostos da base da pirâmide. Conhecendo as medidas das diagonais, é possível calcular a área da pirâmide de base quadrada (A), utilizando a fórmula:

Na fórmula anterior, a força deve ser expressa em quilograma-força (kgf) e o “d.” corresponde à diagonal média, ou seja: d1+d2/2 e deve ser expresso em milímetro (mm). Se a máquina der o resultado em mícron (m), esse valor deve ser convertido em milímetro.

Por exemplo, para encontrar o valor de dureza Vickers de um material que apresentou 0,24 mm e 0,26 mm de medida de diagonal da impressão, após aplicação de uma força de 10 kgf, basta utilizar as fórmulas apresentadas. Primeiro, é preciso calcular o valor da diagonal média, que corresponde a:

Assim, ficamos sabendo que o valor de dureza Vickers (HV) para o material ensaiado é 296,7. Outra forma de obter os valores de dureza Vickers é consultar tabelas

montadas para determinadas cargas, em função da diagonal média.

Cargas usadas no ensaio Vickers

Neste método, ao contrário do que ocorre no Brinell, as cargas podem ser de qualquer valor, pois as impressões são sempre proporcionais à carga, para um mesmo material. Deste modo, o valor de dureza será o mesmo, independentemente da carga utilizada. Por uma questão de padronização, as cargas recomendadas são: 1, 2, 3, 4, 5,

10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 kgf.

Para cargas muito altas (acima de 120 kgf), em vez do penetrador de pirâmide de diamante pode-se também usar esferas de aço temperado de 1 ou 2 mm de diâmetro na mesma máquina. Neste caso, o ensaio feito na máquina Vickers é o ensaio de dureza Brinell.

Para aplicações específicas, voltadas principalmente para superfícies tratadas (carbonetação, têmpera) ou para a determinação de dureza de microconstituintes individuais de uma microestrutura, utiliza-se o ensaio de microdureza Vickers.

A microdureza Vickers envolve o mesmo procedimento prático que o ensaio Vickers, só que utiliza cargas menores que 1 kgf. A carga pode ter valores tão pequenos como 10 gf. Na microdureza, como a carga aplicada é pequena, a impressão produzida é microscópica, como mostra a figura ampliada, ao lado.

Vantagens e limitações do ensaio Vickers

O ensaio Vickers fornece uma escala contínua de dureza, medindo todas as gamas de valores de dureza numa única escala. As impressões são extremamente pequenas e, na maioria dos casos, não inutilizam as peças, mesmo as acabadas.

O penetrador, por ser de diamante, é praticamente indeformável.

Este ensaio aplica-se a materiais de qualquer espessura, e pode também ser usado para medir durezas superficiais.

Por outro lado, devem-se tomar cuidados especiais para evitar erros de medida ou de aplicação de carga, que alteram muito os valores reais de dureza. A preparação do corpo de prova para microdureza deve ser feita, obrigatoriamente, por metalografia, utilizando-se, de preferência, o polimento eletrolítico, para evitar o encruamento superficial. Quando se usam cargas menores do que 300 gf, pode haver recuperação elástica, dificultando a medida das diagonais. A máquina de dureza Vickers requer aferição constante, pois qualquer erro na velocidade de aplicação da carga traz grandes diferenças nos valores de dureza.

Ensaio de Dureza – Microdureza Knoop

No problema da determinação das profundidades de superfície carbonetada, de têmpera, além da determinação de dureza de constituintes individuais de uma microestrutura de materiais frágeis, de peças pequenas ou extremamente finas, é geralmente solucionado pelo uso da microdureza.

Trata-se de uma impressão microscopia no material, empregando uma carga menor que 1kgf, com penetrador de diamante. A carga pode chegar a até 10gf somente e a superfície do corpo de prova deve ser plana.

Quanto ao penetrador utilizado existem dois tipos: Vickers e Knoop. A microdureza Knoop utiliza um penetrador em forma de pirâmide alongada, tendo uma relação comprimento-largura-profundidade de aproximadamente 30:4:1. A relação entre a diagonal maior e a diagonal menor da impressão é de 7:1. A expressão para calcular a microdureza Knoop (HK), é obtida usando-se a área projetada da impressão e é a seguinte:

A dureza Knoop é sempre expressa em kgf/mm². Verifica-se que a impressão Knoop é mais estreita que a Vickers, sendo possível então ser usada na determinação de por exemplo, finas regiões de camadas eletrodepositadas ou endurecidas.

A profundidade da dureza Knoop é menor que a metade da profundidade causada pela impressão Vickers com a mesma carga, sendo possível na dureza Knoop medir a dureza de materiais extremamente frágeis como vidro ou certas tintas. A área de uma impressão Knoop é cerca de apenas 15% da área de uma impressão Vickers com a mesma carga.

A dureza Knoop é ainda muito sensível à orientação da superfície da amostra (anisotropia) principalmente quando se mede a microdureza de um grão ciristalino, por ocorrer à diagonal maior mais alongada que a Vickers.

A profundidade da dureza Knoop é menor que a metade da profundidade causada pela impressão Vickers com a mesma carga, sendo possível na dureza Knoop medir a dureza de materiais

A preparação do corpo de prova deve ser feita metalograficamente, em vista da pequena carga a ser aplicada. Polimento eletrolitíco deve ser usado preferencialmente para evitar encruamento do metal na superfície, que afetaria o resultado. O polimento eletrolítico também torna mais nítida a impressão para as medidas das diagonais. Um método bem empregado para corpos de prova muito pequenos é o de embuti-lo em baquelite, para fixá-lo firmemente e de tornar a sua superfície perpendicular ao penetrador.