Entenda a diferença entre dureza e outros conceitos

Entenda a diferença entre dureza e outros conceitos

 Comumente na vida diária e no senso comum, uma propriedade dos materiais se confunde com outras. As pessoas costumam usar as palavras “dureza”, “resiliência” e outras como sinônimas, tanto para objetos quanto no sentido figurado (“Conheço várias pessoas muito resistentes a mudar de opinião.”, por exemplo). Contudo, tecnicamente, são palavras diferentes ao serem tratadas como termos técnicos dentro da ciência que é a engenharia mecânica, assim como ocorre com diversas palavras.

     Alguns termos para entender antes:

  • Deformação plástica é modificação permanente do formato do material provocada por alguma tensão.
  • Deformação elástica é o limite o qual um material volta ao seu estado original depois de terminada uma deformação causada por alguma tensão.

Resistência

       É a propriedade de transmitir forças internamente, dos pontos de aplicação das cargas ao apoio. Avalia-se pela maior tensão a que o material pode resistir.

   Portanto, “resistência” é um termo que está presente propriamente para explicar propriedades dos materiais. Entretanto, algumas propriedades contém essa palavra no nome para se definir:

Resistência à flexão:

   Representa a tensão máxima desenvolvida na superfície de uma barra em dobramento. Aplica-se a materiais que não vergam excessivamente sob ação de uma carga.

Resistência à compressão:

      O nome já é bem explicativo; no caso, duas forças em sentidos opostos atuam em um material. Nos materiais metálicos, a compressão é relacionada com sua geometria (sendo assim, seu índice de esbelteza, o qual avalia quanto um material na forma de uma barra comprida é vulnerável ao efeito da flambagem).

Dureza

      O conceito físico de dureza pode variar para diferentes profissões que trabalham com essa propriedade; desse modo, não se pode chegar a um conceito que englobe todos. Um engenheiro mecânico, nosso caso, define dureza como a resistência à penetração de um material duro no outro.

   Um metalúrgico considera a propriedade como resistência à deformação plástica permanente, enquanto para um projetista é uma base de medida para o conhecimento da resistência ao desgaste; para um técnico em usinagem, a dureza fornece uma medida da resistência ao corte do metal, mineralogista considera a dureza como uma medição a resistência ao risco o qual um material pode fazer em outro.

     Porém, existem ensaios os quais são usados para determinar a dureza de um material: penetração, choque – os dois são mais usados no ramo da metalurgia e da mecânica, mas esta primeira é mais usada e citada nas especificações técnicas – e por risco (este último raramente usado para metais).

      Nos ensaios de dureza por penetração, estes são os nomes dos principais (suas diferenças de execução podem ficar para outro texto por enquanto):

a) Dureza Brinell

     Consiste em penetrar no material testado uma esfera de aço endurecido ou metal duro com 10 mm de diâmetro com uma carga de 3000 kg (isso ou o seu período de pressão podem ser reduzidos caso o material for mais mole, evitando danificá-lo muito). A marca dessa penetração (com o formato circular) no material tem suas dimensões medidas precisamente a fim de determinar-se a resistência desse ao ser penetrado.

b) Dureza Rockwell

    É o mais utilizado no mundo inteiro devido a rapidez, confiabilidade e facilidade de execução.
Usa-se um penetrador cônico de diamante ou um esférico. Portanto, deixando uma marca esférica.
A leitura do grau de dureza é feita diretamente em um mostrador acoplado à máquina de ensaio, o qual contém uma escala preta externa (para o penetrador cônico) e outra vermelha (destinado ao penetrador esférico).

c) Dureza Vickers

     O penetrador padrão é um diamante com forma de pirâmide de base quadrada cujo vértice tem um ângulo de 136°. A marca deixada no material (de forma retangular com um vértice interno) tem suas diagonais medidas com precisão. A escolha da carga aplicada depende da máquina, a qual é utilizada no cálculo do ensaio; pode ter um tempo entre 10 e 15 segundos.

Rigidez

      Tecnicamente, definida como a relação entre tensão e deformação elástica, expressando a dificuldade às deformações elásticas.

     Mede-se pelo Módulo de Young (ou Módulo de elasticidade), a razão entre a variação da tensão até que o material suportar sem uma deformação permanente (∆σ) e a correspondente variação de deformação na direção da carga aplicada (∆ε).

Formula

Resiliência

      É a capacidade de absorção de energia do material quando a tensão aplicada lhe provoca uma deformação elástica e libera essa energia quando descarregado. Quanto mais resiliente for o material, menos frágil será.

     Não confundir com elasticidade, pois essa propriedade se define mais exatamente como a capacidade de um material retornar a sua forma original quando finalizados os esforços externos sobre esse.

Tenacidade

     Habilidade de um metal deformar-se plasticamente e absorver energia antes de se fraturar. É a combinação de duas propriedades: resistência e ductilidade. Não confundir com esta última, pois um material pode deformar-se plasticamente (dúctil), mas não ter resistência. Um material com resistência e ductilidade altas tem mais tenacidade do que outro com pouco dessas duas propriedades.


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Autoria de: Akhenaton Gomes

 

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