Espessura mínima para ensaio de dureza em aço para ferramentas
Um ensaio de dureza pressiona um penetrador contra a peça, e o material ao redor da impressão é deformado junto. Se a peça for muito fina para a carga, a leitura deixa de ser a dureza do material. Esta página apresenta os limites de espessura publicados para cada carga Rockwell e Brinell.
A regra por trás dos limites
A tabela segue uma espessura de pelo menos dez vezes a profundidade da impressão para penetradores de diamante e quinze vezes para penetradores de esfera. Os valores publicados foram estabelecidos em aço de baixo carbono e em tira de aço temperada e revenida, portanto são um guia verificado contra dados de ensaio, e não um limite teórico.
Um número Rockwell equivale a 0,002 mm de profundidade nas escalas padrão e 0,001 mm nas escalas superficiais. Uma leitura de 60 HRC, portanto, significa que o penetrador avançou 0,08 mm na peça entre a carga menor e a carga maior, e os limites abaixo são essa aritmética aplicada a cada escala.
Material mais fino que a última linha da tabela deve ser ensaiado por um método de microindentação. Para um penetrador Vickers, a peça deve ter pelo menos 1,5 vez a diagonal da impressão de espessura, e para um penetrador Knoop, pelo menos metade da diagonal longa.
Após o primeiro ensaio, examine a face diretamente abaixo da impressão. Uma saliência ou marca na face inferior é o efeito da bigorna, o que significa que a peça é muito fina para essa carga e a próxima escala mais leve deve ser usada. Inspecione também a bigorna, porque uma superfície de bigorna danificada puxa as leituras seguintes para baixo.
Empilhar corpos de prova finos para ganhar espessura não é permitido, porque as peças deslizam entre si. Onde mais de uma escala ainda se qualifica, use a carga mais pesada, porque a impressão maior cobre mais do material e retorna um valor mais representativo da peça.
Dureza mínima para ensaio Rockwell em cada espessura
Leia a linha correspondente à espessura da peça. Se a peça for mais dura que o valor naquela coluna, a escala e a carga não podem ser usadas com segurança e a próxima escala mais leve deve ser escolhida.
| Grossura mm | Grossura em. | A 60 kgf | D 100 kgf | C 150 kgf | 15N 15 kgf | 30N 30 kgf | 45N 45 kgf |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.127 | 0.005 | … | … | … | … | … | … |
| 0.152 | 0.006 | … | … | … | 92 | … | … |
| 0.203 | 0.008 | … | … | … | 90 | … | … |
| 0.254 | 0.010 | … | … | … | 88 | … | … |
| 0.305 | 0.012 | … | … | … | 83 | 82 | 77 |
| 0.356 | 0.014 | … | … | … | 76 | 78.5 | 74 |
| 0.381 | 0.015 | … | … | … | … | … | … |
| 0.406 | 0.016 | 86 | … | … | 68 | 74 | 72 |
| 0.457 | 0.018 | 84 | … | … | (a) | 66 | 68 |
| 0.508 | 0.020 | 82 | 77 | … | (a) | 57 | 63 |
| 0.559 | 0.022 | 78 | 75 | 69 | (a) | 47 | 58 |
| 0.610 | 0.024 | 76 | 72 | 67 | (a) | (a) | 51 |
| 0.635 | 0.025 | … | … | … | (a) | (a) | … |
| 0.660 | 0.026 | 71 | 68 | 65 | (a) | (a) | 37 |
| 0.711 | 0.028 | 67 | 63 | 62 | (a) | (a) | 20 |
| 0.762 | 0.030 | 60 | 58 | 57 | (a) | (a) | (a) |
| 0.813 | 0.032 | (a) | 51 | 52 | (a) | (a) | (a) |
| 0.864 | 0.034 | (a) | 43 | 45 | (a) | (a) | (a) |
| 0.889 | 0.035 | … | … | … | (a) | (a) | (a) |
| 0.914 | 0.036 | (a) | (a) | 37 | (a) | (a) | (a) |
| 0.965 | 0.038 | (a) | (a) | 28 | (a) | (a) | (a) |
| 1.016 | 0.040 | (a) | (a) | 20 | (a) | (a) | (a) |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 8, valores mínimos de dureza do metal de trabalho para ensaio de diversas espessuras de metais com durômetros Rockwell padrão e superficial. (a) significa sem dureza mínima para metal de espessura igual ou maior. A tabela de origem também traz as colunas de penetrador de esfera para as escalas B, F, G, 15T, 30T e 45T, que se aplicam a metais macios como ligas de cobre e alumínio e não são reproduzidas aqui.
Exemplo prático para uma tira endurecida fina
O caso que decide em qual escala uma seção fina endurecida pode ser ensaiada é uma tira de aço para ferramentas de 0,36 mm (0,014 in.) a 63 HRC, que é fina demais para a escala C.
Um valor de 63 HRC precisa de cerca de 0,71 mm (0,028 in.) de espessura para um ensaio válido na escala C, portanto a tira não pode ser ensaiada nessa escala. Convertido para as escalas superficiais, 63 HRC é cerca de 69,9 HR45N, 80,1 HR30N e 91,4 HR15N.
A escala 45N está descartada, porque a tabela exige pelo menos 74 HR45N nessa espessura. A escala 30N exige pelo menos 80 HR30N e a escala 15N pelo menos 76 HR15N, portanto qualquer uma das duas pode ser usada.
Entre as duas, a 30N é a melhor escolha. Um ponto de dureza na escala 30N equivale a cerca de meio ponto na escala 15N na faixa de aço duro, portanto a escala 30N separa melhor pequenas diferenças.
Espessura mínima para ensaio Brinell
A esfera Brinell deixa uma impressão maior e mais profunda que o penetrador Rockwell, portanto o limite de espessura chega mais cedo. A tabela fornece a dureza mínima que pode ser ensaiada com segurança em duas espessuras de corpo de prova com uma esfera de 10 mm.
| Espessura mínima mm | Espessura mínima em. | 3000 kgf load | 1500 kgf load | 500 kgf load |
|---|---|---|---|---|
| 1.6 | 0.0625 | 602 | 301 | 100 |
| 3.2 | 0.125 | 301 | 150 | 50 |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 8, requisitos de espessura mínima para ensaios de dureza Brinell. Um corpo de prova deve ter pelo menos dez vezes a profundidade da impressão de espessura, o que é 3,2 mm (0,125 in.) para uma leitura de 300 HB a 3000 kgf. Material acima de 375 HB, cerca de 40 HRC, passa para a escala Rockwell C ou para Vickers.
Onde os limites importam no aço para ferramentas
Estoque para facas, facas de corte, matrizes de calço e lâminas de serra chegam endurecidos e finos. A escala C geralmente está descartada no último sobremetal de retificação, e as escalas N superficiais são o método que permanece válido.
A mesma lógica de espessura se aplica a uma camada nitretada ou temperada por indução. Uma carga que atravessa a camada lê a dureza do núcleo, e o valor retorna baixo.
A leitura deve ser feita em uma superfície plana retificada, longe da borda cisalhada ou cortada a laser, e em material abaixo da camada descarbonetada. O preparo de superfície que aquece ou encrua a superfície altera o valor que retorna.
Antes de citar um valor de dureza
Os limites nesta página pressupõem um corpo de prova limpo, plano e paralelo. Um raio, uma rebarba, uma borda cisalhada ou uma bigorna danificada alteram o resultado, e o menor desses efeitos é maior que a tolerância do próprio ensaio.
Os valores são dados de referência publicados. Confirme os critérios de aceitação, a escala e o local do ensaio conforme a norma que rege seu próprio produto, e mantenha a leitura dentro da faixa válida da escala escolhida.
Páginas de referência relacionadas neste site: Fatores de correção do ensaio de dureza para barras redondas, Métodos de teste de dureza, Calculadora de conversão de dureza do aço ferramenta, Verificação de qualidade do aço ferramenta, Fornecimento de aço para ferramentas.
Fonte: ASM Handbook, Volume 8, Mechanical Testing and Evaluation (ASM International), artigo Macroindentation Hardness Testing de Edward L. Tobolski, Wilson Instruments Division, Instron Corporation e Andrew Fee, Consultor, e artigo Selection and Industrial Applications of Hardness Tests de Andrew Fee, Consultor. Valores reproduzidos apenas para referência. A Aobo Steel fornece aço para ferramentas na condição recozida.