Princípios básicos da medição de dureza
Os modernos testadores de dureza avaliam a resistência do material à deformação plástica permanente sob uma força controlada. Ao inserir um penetrador endurecido em um componente, esses instrumentos medem o tamanho da impressão resultante, a profundidade de penetração ou a resposta de recuperação dinâmica para produzir um valor de dureza preciso e padronizado.
Na avaliação de metais estruturais, as técnicas padrão de carregamento estático (especificamente Brinell, Rockwell, Vickers e Knoop) continuam sendo o padrão da indústria para verificação em laboratório. Por exemplo, configurações de bancada como o Qualitest QualiRock-R (Rockwell regular) e QualiRock-RS (Twin Regular & Superficial) utilizam sistemas de carga de peso morto com um nariz indentador estendido para testar espaços de difícil acesso, como superfícies de anéis internos (>23mm) e curvas de cilindros externos (>3mm), de acordo com as normas ASTM E18 e ISO 6508.
Para inspeções em campo onde ferramentas de laboratório pesadas não podem ser transportadas, testadores de dureza portáteis e compactos, como o QualiTip Lite (110g) de bolso ou o UCI-4100DM Dynasonic de modo duplo , permitem a inspeção rápida no local de componentes grandes sem danificar as peças acabadas.
Qualitest O equipamento depende de três metodologias principais de teste:
- Teste de indentação controlada: Aplicado em sistemas de bancada (incluindo o QualiRock séries, unidades de peso morto Brinell e modelos de microdureza Vickers/Knoop) usando uma carga estática através de uma esfera de aço, cone de diamante ou penetrador piramidal.
- Teste de recuperação dinâmica (Leeb): Utilizado em unidades portáteis como o QualiTip Series (QualiTip Plus, QualiTip Lite, QualiTip II-Plus e QualiTip III), que mede a relação de velocidade de ricochete de um corpo de impacto ao colidir com um componente rígido.
- Impedância de contato ultrassônico (UCI): Aplicado em unidades portáteis não destrutivas, como o UCI-1100H, UCI-3000e modo duplo UCI-4100DM, medindo as mudanças de frequência acústica de uma haste com ponta de diamante pressionada levemente contra camadas finas, moldes ou peças acabadas, de acordo com as diretrizes da norma ASTM A1038.
Fluxo de trabalho padrão para testes de dureza
- Preparação da superfície: Limpe e alise a superfície de teste para que incrustações, rebarbas de revestimento ou marcas de retificação não distorçam as leituras.
- Seleção de Método e Equipamento: Escolha Rockwell, Brinell, Vickers, Knoop, Leeb ou UCI com base na massa do componente, geometria e especificações das normas ASTM/ISO.
- Aplicação de força: Insira o indentador na amostra usando forças de impacto controladas por peso morto, célula de carga ou mola (variando de cargas de microgramas até 3,000 kgf).
- Formação de Impressões: O indentador desloca o material, formando uma marca residual mensurável ou uma alteração na profundidade.
- Medição de dados: Calcule a largura da indentação, o salto de profundidade, a mudança na frequência acústica ou a velocidade de rebote.
- Conversão da escala de dureza: Converta as leituras brutas em valores padronizados de HRC, HRB, HB, HV ou HK através do software de conversão automática integrado.
- Verificação de calibração: Verifique a precisão da máquina comparando-a com blocos de teste de referência certificados antes de iniciar os lotes de produção.
Métodos de teste e Qualitest Configurações do equipamento
| Forma | Mecanismo Operacional | Chave Qualitest Modelos e especificações | Aplicativos principais | Requisitos operacionais |
|---|
| Rockwell | Mede a diferença de profundidade diferencial entre uma pré-carga leve e uma força significativa usando um cone de diamante ou uma esfera de carboneto. | QualiRock-R & QualiRock-RS Apresenta um nariz indentador alongado, visor LCD digital e exportação de dados RS-232. | Avaliação em lote de alta velocidade de peças usinadas acabadas, aços tratados termicamente e barras cilíndricas de acordo com as normas ASTM E18 / ISO 6508. | Requer um encaixe limpo e rígido em bigornas especializadas para evitar a deflexão da estrutura. |
| Brinell | Insere uma esfera de carboneto duro no material sob forças elevadas (até 3,000 kgf), medindo o diâmetro da indentação. | Série Brinell de bancada em conformidade com as normas ASTM E10 e ISO 6506. | Peças forjadas pesadas, peças fundidas brutas e ligas de grãos grosseiros, onde grandes impressões compensam as variações estruturais. | Deixa uma marca visível; inadequado para peças finas ou camadas superficiais endurecidas. |
| Vickers e Knoop | Aplica uma ponta diamantada em forma de pirâmide de base quadrada ou rômbica alongada sob forças leves a médias e precisas. | Série Micro e Macro Vickers em conformidade com as normas ASTM E92 e ASTM E384. | Microestruturas delicadas, lâminas metálicas finas, camadas cementadas, perfilamento da profundidade da camada endurecida e componentes frágeis. | Requer polimento minucioso da superfície até obter um acabamento espelhado antes da avaliação óptica. |
| Leeb Dynamic | Mede a relação da velocidade de ricochete de um corpo de impacto acionado por mola que atinge a superfície do material. | QualiTip Plus, QualiTip Lite (110g), QualiTip II-Plus e QualiTip III com impressoras integradas. | Inspeções de campo em estruturas de aço maciças, tubulações pesadas, vasos de pressão instalados e moldes de grande porte, de acordo com a norma ASTM A956. | Os componentes devem atender a limites mínimos de massa e espessura para absorver adequadamente a energia do impacto. |
| Ultrassônico (UCI) | Mede as variações de frequência acústica de uma haste vibrante com uma ponta de diamante Vickers pressionada levemente contra a superfície. | UCI-1100H (Leituras de 2 segundos), Série UCI-3000 e UCI-4100DM Modo duplo (UCI + Leeb). | Ensaios quase não destrutivos em soldas estreitas, dentes de engrenagem, camadas de cromo eletrodepositado e moldes de injeção polidos, de acordo com a norma ASTM A1038. | Requer contato com superfície lisa; menos adequado para superfícies fundidas ásperas e não usinadas. |
Fatores de precisão e atualizações de equipamentos
Para obter dados consistentes de controle de qualidade, é necessário que a geometria da peça seja compatível com a tecnologia moderna das máquinas:
- Preparação completa da superfície: Ferrugem superficial, acúmulo excessivo de incrustações ou suporte inadequado da bigorna causam leituras imprecisas. A utilização de fixadores de base sólida e a preparação de uma superfície plana garantem a transferência precisa da força.
- Verificações de bloco padrão: Confiar em máquinas não verificadas cria riscos desnecessários. A verificação rotineira com blocos de referência certificados garante a total confiabilidade e conformidade do seu equipamento com as normas internacionais.
- Correção das variações de inclinação da superfície: Quando uma peça de teste repousa em um ângulo, os penetradores de diamante criam marcas assimétricas. Software integrado em QualiRock e UCI A unidade ajusta automaticamente os cálculos geométricos para corrigir pequenas inclinações do operador.
- Controle de carga e automação em circuito fechado: bancada moderna testadores de dureza Incorpora aplicação de força por célula de carga, torres de câmera motorizadas, limites de alarme de controle de qualidade alto/baixo e exportação direta de dados (via RS-232, USB, Bluetooth ou WiFi) para eliminar o viés do operador.
- Portabilidade no local: Unidades sem fio compactas como a TESTE DE METAL MKII e de bolso QualiTip Lite Levar a precisão de nível laboratorial diretamente para os pátios de recebimento de matéria-prima e locais de trabalho em campo.
Aplicações práticas para garantia da qualidade
Os testes de dureza fornecem uma avaliação rápida e semiquantitativa do tratamento térmico do material, da resistência ao desgaste e da uniformidade estrutural. Embora a simples indentação em um único ponto não substitua os testes de tração destrutivos completos, os durômetros instrumentados fornecem dados vitais de garantia de qualidade para inspeção de lotes recebidos, verificação do tratamento térmico e certificação de componentes.
A aplicação desses princípios teóricos às especificações da sua liga, geometria dos componentes e normas ASTM/ISO garante a precisão dos testes a longo prazo em todo o seu fluxo de trabalho de controle de qualidade. Qualitest Fabricamos e fornecemos mais de 100 equipamentos especializados para teste de dureza, desde sistemas automatizados de bancada Rockwell e Brinell até unidades portáteis versáteis Leeb, UCI e universais, garantindo que sua instalação atenda a todos os padrões internacionais de teste com total confiança.
