Você já se perguntou como a resistência do aço inoxidável é medida com tanta precisão? Este artigo explora o fascinante mundo dos testes de dureza do aço inoxidável. Você aprenderá sobre os diferentes métodos usados, incluindo os testes Brinell, Rockwell e Vickers, e descobrirá por que o teste de dureza está se tornando o método preferido em relação ao tradicional teste de tração. Prepare-se para descobrir os segredos por trás da durabilidade do aço inoxidável!
(Padrão nacional, Estados Unidos, Japão)
Os produtos de aço inoxidável podem ser classificados por formato de entrega em chapas, tiras, tubos, hastes, fios e assim por diante.
Se classificados de acordo com a estrutura metalográfica, eles podem ser divididos nos cinco tipos a seguir: aço inoxidável austenítico, aço inoxidável ferrítico, aço inoxidável austenítico-ferrítico, aço inoxidável martensítico e aço inoxidável endurecido por precipitação.
Vários materiais de aço inoxidável são fornecidos em diferentes estados de tratamento térmico, como recozimento, têmpera, tratamento de solução, resfriamento ou revenimento.
O teste de dureza consiste em pressionar lentamente um indentador rígido na superfície de uma amostra sob condições específicas e, em seguida, medir a profundidade ou o tamanho da indentação para determinar a dureza do material.
É o método mais simples, mais rápido e mais facilmente implementado em testes de propriedades mecânicas de materiais.
O teste de dureza não é destrutivo e há uma relação de conversão aproximada entre os valores de dureza e os valores de resistência à tração.
Devido à inconveniência do teste de tração e à facilidade de converter a dureza em resistência, as pessoas estão testando cada vez mais a dureza do material e, com menos frequência, a sua resistência.
Especialmente com o progresso e a inovação contínuos na tecnologia de teste de dureza, alguns materiais que não podiam ser testados diretamente quanto à dureza no passado, como tubos de aço inoxidável, fios de aço inoxidável, chapas de aço inoxidável extremamente finas e tiras de aço inoxidável, agora podem ser testados diretamente quanto à dureza.
Portanto, há uma tendência de que os testes de dureza substituam gradualmente os testes de tração.
Nos padrões de aço inoxidável, normalmente são estipulados três métodos de teste de dureza, Brinell, Rockwell e Vickers, que medem os valores de dureza HB, HRB (ou HRC) e HV, respectivamente.
É especificado que apenas um dos três valores de dureza precisa ser medido para o aço inoxidável dureza do aço testes.
Na América material metálico Em relação aos padrões de dureza, uma característica proeminente é a preferência pelo teste de dureza Rockwell, complementado pelo teste de dureza Brinell e raramente usando o teste de dureza Vickers.
A opinião americana é que o teste de dureza Vickers deve ser usado principalmente para pesquisa de metais e testes de peças pequenas e finas.
Os padrões chineses e japoneses usam simultaneamente três testes de dureza. Os usuários podem escolher um desses testes com base na espessura e na condição do material, bem como em circunstâncias individuais, para testar materiais de aço inoxidável.
Os padrões japoneses de aço inoxidável referentes aos testes de tração e dureza se alinham muito bem com os padrões chineses correspondentes, tanto na metodologia quanto nos valores numéricos, indicando que os padrões chineses foram influenciados pelos do Japão.
O testador de dureza Rockwell é um instrumento excepcionalmente adequado para dureza do aço inoxidável testes.
Sua simplicidade e facilidade de uso o tornam uma ferramenta eficiente que não requer um inspetor profissional e pode ler diretamente os valores de dureza, o que o torna altamente adequado para uso na fábrica.
O testador de dureza Rockwell é normalmente usado para testar a dureza do aço inoxidável, com os padrões geralmente especificando apenas as escalas HRC e HRB.
Para materiais de aço inoxidável recozido, cada tipo de grau de aço inoxidável deve ter um valor de dureza que não ultrapasse um determinado valor de HRB, normalmente na faixa de 88 a 96 HRB.
Para temperado e revenido aço inoxidável martensítico, o valor de dureza de cada classe não deve ser inferior a um determinado valor de HRC, normalmente na faixa de 32-46 HRC.
Embora apenas as escalas HRB e HRC do testador de dureza Rockwell sejam especificadas nos padrões de aço inoxidável, o testador de dureza Rockwell de superfície também pode ser usado com eficácia para testar o aço inoxidável.
Seu princípio é idêntico ao do testador de dureza Rockwell, mas ele exerce uma força menor. Seus valores de dureza podem ser convenientemente convertidos em HRB, HRC, Brinell dureza HBou dureza Vickers HV.
As tabelas de conversão podem ser encontradas no site de nossa empresa, obtidas do padrão americano ASTM ou do padrão internacional ISO.
O testador de dureza Rockwell de superfície é particularmente útil para testar tubos de aço inoxidável de paredes finas, placas finas de aço inoxidável, tiras finas de aço inoxidável e fios finos de aço inoxidável.
Em especial, o mais recente desenvolvimento de nossa empresa, o testador portátil de dureza Rockwell de superfície e o testador de dureza Rockwell de tubo, pode realizar testes de dureza rápidos e precisos em chapas e tiras de aço inoxidável tão finas quanto 0,05 mm e em tubos de aço inoxidável tão finos quanto 4,8 mm, resolvendo problemas que antes eram difíceis de superar no mercado interno.
As chapas de aço inoxidável, que abrangem as variedades laminadas a quente e a frio, exigem testes precisos de dureza para garantir a qualidade e o desempenho. O método de teste e a escala empregados dependem da espessura do material e do estado de processamento.
Para chapas ou tiras de aço inoxidável com mais de 1,2 mm de espessura, o teste de dureza Rockwell é o método preferido. Esse teste utiliza a escala HRB (com um indentador de esfera de aço de 1/16 de polegada) para classes mais macias ou a escala HRC (com um indentador de cone de diamante) para classes mais duras. O teste Rockwell oferece resultados rápidos com preparação mínima da superfície, o que o torna ideal para ambientes de produção.
Ao lidar com materiais mais finos, entre 0,2 mm e 1,2 mm, é utilizado um testador de dureza Rockwell de superfície. Esse equipamento especializado usa a escala HRT (com um indentador de esfera de aço de 1/16 polegada) ou a escala HRN (com um indentador de esfera de aço de 1/8 polegada), dependendo da faixa de dureza do material. Essas escalas foram projetadas especificamente para fornecer leituras precisas em amostras mais finas sem a influência do suporte subjacente.
Para placas ou tiras de aço inoxidável ultrafinas abaixo de 0,2 mm, a escala HR30TM é utilizada com um testador de dureza Rockwell de superfície equipado com um indentador de diamante. Esse método garante medições precisas em materiais extremamente finos, aplicando uma força de teste menor e usando um indentador mais sensível, evitando assim que o suporte subjacente afete os resultados.
Como alternativa, para placas e tiras de aço inoxidável recozido com espessura de 0,3 mm a 13 mm, o teste de dureza Vickers é uma opção viável. Esse método emprega um indentador de pirâmide de diamante e oferece excelente resolução em uma ampla faixa de valores de dureza. O teste Vickers é particularmente vantajoso para materiais recozidos devido à sua capacidade de medir com precisão estruturas mais macias sem indentação excessiva.
O testador de dureza Vickers se destaca pela rapidez e simplicidade de operação, o que o torna altamente adequado para um controle de qualidade eficiente em ambientes de produção, especialmente para materiais de aço inoxidável recozido. Sua versatilidade permite o teste de macro e microdureza, dependendo da carga aplicada, proporcionando uma caracterização abrangente do material.
Para garantir resultados confiáveis, é fundamental aderir aos padrões relevantes, como ASTM E18 para testes Rockwell e ASTM E92 para testes Vickers, considerando fatores como requisitos de espessura mínima, preparação da superfície e calibração adequada do equipamento de teste.
O teste de dureza é uma medida crítica de controle de qualidade para tubos de aço inoxidável, abrangendo variedades soldadas e estiradas a frio. A metodologia de teste varia de acordo com as dimensões do tubo e as condições de processamento para garantir resultados precisos.
Para tubos com diâmetro interno superior a 30 mm e espessura de parede superior a 1,2 mm, é empregado o teste padrão de dureza Rockwell. Esse método utiliza a escala HRB (para aços inoxidáveis mais macios) ou a escala HRC (para graus mais duros), fornecendo uma avaliação abrangente da resistência do material à indentação.
Ao lidar com tubos de paredes finas (espessura de parede <1,2 mm) que ainda mantêm um diâmetro interno acima de 30 mm, o teste de dureza Rockwell superficial é a abordagem preferida. Esse método, que usa as escalas HRT ou HRN, foi projetado especificamente para materiais finos, oferecendo medições precisas sem comprometer a integridade estrutural do tubo.
Para tubos de diâmetro menor (4,8 mm < ID < 30 mm), é utilizado um testador de dureza Rockwell especializado para tubos. Esse equipamento, que normalmente emprega a escala HR15T, foi projetado para acomodar as superfícies curvas de tubos menores, garantindo leituras precisas apesar da geometria desafiadora.
Nos casos em que o diâmetro interno do tubo excede 26 mm, o teste de dureza da parede interna se torna viável. Isso pode ser feito usando testadores Rockwell padrão ou Rockwell superficial, dependendo da espessura da parede. Esse recurso é particularmente valioso para avaliar a uniformidade da dureza em toda a seção transversal do tubo, o que pode ser um indicativo da eficácia do tratamento térmico ou de possíveis variações microestruturais.
Os tubos de aço inoxidável recozido apresentam um caso único. Para tubos com diâmetro interno maior que 6,0 mm e espessura de parede menor que 13 mm, o testador de dureza W-B75 Webster oferece uma solução eficiente. Esse instrumento portátil oferece testes rápidos e não destrutivos, tornando-o ideal para verificações de qualidade no local ou ambientes de produção de alto volume. A capacidade do testador Webster de qualificar rapidamente tubos recozidos é particularmente valiosa, pois ele pode detectar quaisquer inconsistências no processo de recozimento que possam afetar a conformabilidade ou a resistência à corrosão do tubo.
É importante observar que, embora esses métodos de teste forneçam dados valiosos, eles devem ser complementados por outras medidas de garantia de qualidade, como análise microestrutural, testes de corrosão e avaliações de propriedades mecânicas, para garantir a caracterização abrangente dos tubos de aço inoxidável para as aplicações pretendidas.
Para hastes de aço inoxidável com diâmetros de até 50 mm, o teste de dureza Rockwell é o método preferido para determinar a dureza da superfície. A escala Rockwell B (HRB) é normalmente usada para aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos, enquanto a escala Rockwell C (HRC) é mais adequada para graus martensíticos ou aços inoxidáveis austeníticos muito trabalhados a frio.
O procedimento de teste envolve a aplicação de uma carga menor seguida de uma carga maior e, em seguida, a medição da profundidade da indentação. Para a HRB, um indentador de esfera de aço de 1/16 polegada de diâmetro é usado com uma carga principal de 100 kgf. Para HRC, um indentador de cone de diamante é empregado com uma carga principal de 150 kgf. O valor de dureza resultante é calculado automaticamente e exibido nos modernos testadores Rockwell.
É fundamental garantir que a superfície da haste seja preparada adequadamente - limpa, lisa e livre de camadas de óxido ou descarbonetação. Para obter resultados precisos, várias medições devem ser feitas em diferentes pontos ao longo do comprimento e da circunferência da haste, com o valor médio relatado. A norma ASTM E18 fornece diretrizes detalhadas para o teste de dureza Rockwell de materiais metálicos, incluindo requisitos específicos para hastes de aço inoxidável.
Para hastes com mais de 50 mm de diâmetro, podem ser necessários métodos alternativos, como testadores de dureza portáteis ou seccionamento para testes de bancada padrão. Nos casos em que o teste não destrutivo é necessário para hastes de diâmetro maior, o teste de dureza ultrassônico pode ser considerado uma opção viável.
Para fios de aço inoxidável com diâmetro superior a 2,0 mm, um testador de dureza Rockwell superficial é normalmente empregado para medir a dureza HRT (Rockwell 30T) ou HRN (Rockwell 30N). Esse método de teste não destrutivo é particularmente adequado para materiais finos e fornece resultados rápidos e precisos sem preparação significativa da superfície.
A escala HRT utiliza um indentador de esfera de aço de 1/16 polegada de diâmetro com uma carga de 30 kg, enquanto a escala HRN utiliza um indentador de esfera de aço de 1/8 polegada de diâmetro com a mesma carga. A escolha entre HRT e HRN depende da faixa de dureza esperada do fio e da condição da superfície. A HRT é geralmente preferida para materiais ligeiramente mais macios, enquanto a HRN é mais adequada para tipos de aço inoxidável mais duros.
Para fios com diâmetros entre 2,0 mm e 6,0 mm, devem ser feitas várias medições em diferentes pontos da circunferência do fio para garantir resultados representativos. Para diâmetros superiores a 6,0 mm, os efeitos da curvatura da superfície tornam-se insignificantes, permitindo procedimentos de teste mais simples.
É importante observar que, para fios com diâmetro inferior a 2,0 mm, métodos alternativos de teste de microdureza, como Vickers ou Knoop, podem ser mais apropriados para obter medições de dureza precisas e confiáveis.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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