Você conhece o ensaio de dureza Rockwell (a mais popular é a dureza hrc)? Atualmente existem diversos métodos de medição de dureza de materiais, mas nesse texto queremos explicar um pouco mais sobre esse importante e tradicional método de medição.
O ensaio de dureza Rockwell (HR) foi criada em 1922, por Rockwell, que utilizava um sistema de pré-carga. Este método de ensaio apresenta algumas vantagens em relação ensaio de dureza Brinell, pois permite avaliar a dureza de metais diversos, desde os mais moles até os mais duros. No ramo metal mecânico, a escala mais utilizada é a da dureza rockwell c.
O ensaio de dureza Rockwell é hoje o processo mais utilizado no mundo inteiro, devido a sua rapidez e facilidade de execução, além de não sofrer interferências por erro humano e pela facilidade em detectar pequenas diferenças de durezas em pequenos tamanhos de impressão.
Você sabe por que a dureza Rockwell pode influenciar na resistência ao desgaste de peças?
A dureza Rockwell é uma medida da resistência de um material à deformação plástica realizada a partir de uma carga aplicada. Os detalhes do método de medição serão apresentados nos parágrafos seguintes desse texto. Quanto maior o valor encontrado, mais duro é o material.
A dureza Rockwell influencia significativamente a resistência ao desgaste de uma superfície devido à alguns fatores. No caso do desgaste por abrasão, por exemplo, o desgaste é ocasionado por partículas sólidas (como areia ou partículas metálicas, por exemplo) que entram em contato com superfícies que estão em movimento relativo. Quanto mais dura for a superfície, mais dificuldade essas partículas terão para remover material das superfícies.
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No que diz respeito ao desgaste adesivo, a dureza contribui para que o material não seja removido e transportados de uma superfície para a outra. A dureza também evita a formação de trincas ocasionadas devido à movimentos cíclicos com carga.
É importante observar que a dureza Rockwell não é o único fator que afeta a resistência ao desgaste. Outros fatores, como a composição do material, a microestrutura, o tratamento térmico e o design da superfície, também desempenham papéis importantes nessa característica. Portanto, a escolha do material e do tratamento térmico apropriados são fundamentais para melhorar a durabilidade e o desempenho de superfícies de peças.
Como funciona esse método de medição de dureza?
No ensaio de dureza Rockwell (o mais popular é o de dureza hrc), a carga é aplicada em etapas, ou seja, primeiro se aplica uma pré-carga, garantindo um contato firme entre o penetrador e o material a ser analisado e somente depois é feita a aplicação da carga do ensaio propriamente dita. A dureza é determinada pela profundidade de penetração do um penetrador de diamante sob uma carga específica em um material. O grau de dureza é apresentado num mostrador acoplado à máquina de ensaio, de acordo com a escala pré-determinada.
Os penetradores utilizados na máquina de ensaio de dureza Rockwell são do tipo esférico (de aço temperado) ou cônico (diamante com 120º de conicidade).
O ensaio de dureza Rockwell pode ser realizado em dois tipos de máquinas:
– A máquina padrão mede a dureza Rockwell normal e é indicada para realizar avaliação de dureza em geral. Nessa máquina cada divisão da escala equivale a 0,02 mm.
– A máquina mais precisa mede a dureza Rockwell superficial e é indicada para avaliar a dureza em folhas finas, lâminas ou camadas superficiais de materiais. Nessa máquina cada divisão equivale a 0,01 mm.
As escalas de dureza Rockwell
Esse método de medição de dureza possui escalas de A até K e devem ser escolhidas de acordo com a finalidade da medição e da carga utilizada. A escala de dureza Rockwell C (ou dureza hrc), por exemplo, é a mais utilizada no ramo metal mecânico e tem por finalidade realizar medições de aços e aços com camadas profundas de tratamento térmico. Sua medida vai de 20 à 70 HRC.
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A dureza Rockwell geral e a dureza rockwell c superficial de um metal é importante para definir as melhores aplicações de revestimentos contra desgastes. Mas a dureza não é a única medida a ser avaliada para se definir a resistência ao desgaste o melhor material. Variáveis como rugosidade da peça, presença de lubrificantes, temperatura de trabalho, carga de trabalho, ph de fluídos que possam estar em contato com a peça entre outras, também impactam no nível de desgaste e consequente influenciam diretamente na decisão de escolha do melhor material a ser utilizado (para melhor entendimento, conheça o conceito de Tribologia). Por exemplo, um revestimento de carboneto de tungstênio possui resistência à abrasão muito superior à do carboneto de cromo e do revestimento de Stellite 6 quando o ambiente de trabalho possui temperatura de até 300ºC. Acima disso ele perde suas propriedades, enquanto os outros dois materiais consegue mantê-las. Em temperaturas acima de 600ºC o revestimento de Stellite 6 e de Carboneto de Cromo apresentam excelente rendimento à esse mecanismo de desgaste. Ambos materiais são amplamente utilizados em peças de turbinas termelétricas.
Para facilitar o processo de especificação e utilização da dureza Rockwell, disponibilizamos um gráfico relacionando a dureza de materiais com suas respectivas resistências à abrasão, além de uma tabela de conversão de durezas Brinell, Rockell e Vickers. Baixe logo a seguir o material em pdf.