Escala Brinell

Da Wikipédia, a enciclopédia livre
Ir para a navegação Saltar para pesquisar
Diagrama de força

A escala Brinell / b r ə n ɛ l / caracteriza a dureza de indentação dos materiais através da escala de penetração de um indentador, carregado sobre um corpo de prova de material. É uma das várias definições de dureza na ciência dos materiais .

História

Proposto pelo engenheiro sueco Johan August Brinell em 1900, foi o primeiro teste de dureza amplamente utilizado e padronizado em engenharia e metalurgia . O grande tamanho da indentação e possíveis danos à peça de teste limitam sua utilidade. No entanto, também tinha a característica útil de que o valor de dureza dividido por dois forneceu o UTS aproximado em ksi para aços. Esse recurso contribuiu para sua adoção antecipada em relação aos testes de dureza concorrentes.

Detalhes do teste

O teste típico usa uma esfera de aço de 10 mm (0,39 pol) de diâmetro como penetrador com uma força de 3.000  kgf (29,42  kN ; 6.614  lbf ). Para materiais mais macios, uma força menor é usada; para materiais mais duros, uma esfera de carboneto de tungstênio é substituída pela esfera de aço. A indentação é medida e a dureza calculada como:

Onde:

BHN = Número de Dureza Brinell (kgf/mm 2 )
P = carga aplicada em quilograma-força (kgf)
D = diâmetro do penetrador (mm)
d = diâmetro de recuo (mm)

A dureza Brinell às vezes é citada em megapascais; o número de dureza Brinell é multiplicado pela aceleração da gravidade, 9,80665 m/s 2 , para convertê-lo em megapascais.

O BHN pode ser convertido na resistência à tração final (UTS), embora a relação seja dependente do material e, portanto, determinada empiricamente. A relação é baseada no índice de Meyer (n) da lei de Meyer . Se o índice de Meyer for menor que 2,2, então a razão de UTS para BHN é 0,36. Se o índice de Meyer for maior que 2,2, a proporção aumenta. [1]

BHN é designado pelos padrões de teste mais comumente usados ​​(ASTM E10-14 [2] e ISO 6506–1:2005) como HBW ( H de dureza, B de brinell e W do material do penetrador, carboneto de tungstênio (volfrâmio) ). Nos padrões anteriores, HB ou HBS eram usados ​​para se referir a medições feitas com penetradores de aço.

HBW é calculado em ambos os padrões usando as unidades SI como

Onde:

F = carga aplicada (newtons)
D = diâmetro do penetrador (mm)
d = diâmetro de recuo (mm)

Valores comuns

Ao citar um número de dureza Brinell (BHN ou mais comumente HB), as condições do teste usado para obter o número devem ser especificadas. (HB não está relacionado com o grau de dureza do lápis "HB" .) O formato padrão para especificação de testes pode ser visto no exemplo "HBW 10/3000". "HBW" significa que um indentador de esfera de carboneto de tungstênio (do símbolo químico para tungstênio ou do nome espanhol/sueco/alemão para tungstênio, "Wolfram") foi usado, em oposição a "HBS", que significa uma esfera de aço endurecido. O "10" é o diâmetro da bola em milímetros. O "3000" é a força em quilogramas de força.

A dureza também pode ser mostrada como XXX HB YY D 2 . O XXX é a força a ser aplicada (em kgf) em um material do tipo YY (5 para ligas de alumínio, 10 para ligas de cobre, 30 para aços). Assim, uma dureza típica de aço poderia ser escrita: 250 HB 30 D 2 . Pode ser um máximo ou um mínimo.

Relações correspondentes entre escala, penetrador e força de teste:
Símbolo de dureza Diâmetro do penetrador

milímetros

F/D2 Força de teste

N/kgf

HBW 10/3000 10 30 29420(3000)
HBW 10/1500 10 15 14710(1500)
HBW 10/1000 10 10 9807(1000)
Números de dureza Brinell
Material Dureza
Madeira macia (por exemplo, pinho ) 1,6 HBS 10/100
Madeira dura 2,6–7,0 HBS 10/100
Liderar 5,0 HB (chumbo puro; chumbo ligado normalmente pode variar de 5,0 HB a valores superiores a 22,0 HB)
Alumínio puro 15 HB
Cobre 35 HB
Alumínio AW-6060 Endurecido 75 HB
Aço macio 120 HB
18–8 (304) aço inoxidável recozido 200 HB [3]
Placa de desgaste de aço temperado e revenido 400-700 HB
Aço ferramenta endurecido 600–900 HB (HBW 10/3000)
Vidro 1550 HB
diboreto de rênio 4600 HB
Nota: Condições de teste padrão, salvo indicação em contrário

Padrões

Veja também

Referências

  1. ^ Tabor 2000 , p. 17.
  2. ^ ASTM E10-14 .
  3. ^ "Aço inoxidável AISI tipo 304" . Folha de Dados do Material ASM . nd Arquivado a partir do original em 1 de outubro de 2018 . Recuperado em 28 de maio de 2019 .

Links externos