Ensaio de dureza Vickers conforme ISO 6507 / ASTM E384
O ensaio de dureza Vickers é adequado para o ensaio de todos os metais e, portanto, é o método com a área de aplicação mais ampla. O método de ensaio de dureza Vickers é definido nas normas ISO 6507 (materiais metálicos - ensaio de dureza Vickers; Parte 1: Método de ensaio) e ASTM E384 (Método de ensaio padrão para determinação da dureza de micro-indentação de materiais Vickers e Knoop).
Execução do ensaio de dureza Vickers Cálculo da dureza Vickers Aplicação da força de ensaio Distância mínima das indentações de ensaio Vantagens e Desvantagens Durômetros Vickers
Conhecimentos Gerais do ensaio de dureza Vickers
O indentador no método de ensaio Vickers é composto de uma pirâmide de diamante com base quadrada em ângulo plano de α = 136°. Ele é aplicado com a força de ensaio (conforme a norma a partir de 10 g) sobre a amostra e mantido em conformidade com o tempo de espera.
A medição dos comprimentos das duas diagonais da indentação remanescente do ensaio é feita de forma ótica. A dureza Vickers é agora calculada a partir da média das diagonais e da força de ensaio aplicada.
Procedimento do ensaio de dureza Vickers conforme ISO 6507
No ensaio de dureza conforme Vickers, um método sem contato, é feita a medição do tamanho da indentação causada pelo indentador, e/ou a medição das diagonais da indentação. Por outro lado, nos métodos de medição da profundidade (somente o método Rockwell foi normalizado) é feita a medição da profundidade da indentação causada pelo indentador.
Quanto maior a profundidade de indentação de um indentador definido sob força de ensaio definida na superfície de uma peça de trabalho (uma amostra), tanto mais macio é material testado.
Para determinação da dureza conforme Vickers (HV) conforme ISO 6507 o indentador piramidal (com ângulo plano de 136°) indenta a amostra (peça de trabalho) com a carga de ensaio definida a partir de 1 gf.
Cálculo da dureza Vickers
- A dureza Vickers HV é o quociente da força de ensaio F (em Newton N) aplicada e da superfície da indentação permanente na amostra (ver a fórmula à direita no gráfico). Para o cálculo da superfície da indentação piramidal permanente é utilizado o valor médio das duas diagonais d1 e d2 (em mm) uma vez que a área de base das indentações conforme Vickers muitas vezes não é exatamente quadrática.
- A faixa de dureza Vickers recomendada pode ser consultada na norma (ISO 6507). Dependendo da força de ensaio aplicada e do material da amostra ela se situa entre 1 e 3.000 HV.
Aplicação da força de ensaio
- A força de ensaio otimizada é aumentada no intervalo de 7 segundos de 0 para seu valor final (minimização da incerteza de medição), sendo que o intervalo máximo admissível conforme a norma para o tempo de aplicação é de 2 até 8 segundos (tempo nominal de 7 s).
- O tempo de atuação da força de ensaio é normalmente de 10 até 15 segundos (tempo nominal de 14 s). Em caso de tempo de atuação maior, o tempo em segundos deve ser indicado adicionalmente no valor de dureza, por ex.: 610 HV 10/30 (tempo de atuação de 30s).
- As forças de ensaio aplicadas no método conforme Vickers na faixa macro são na maioria das vezes menores do que no método conforme Brinell. Para a faixa macro as aplicações preferenciais são de 49, 98, 196, 294, 490 e 980 N, na prática a força mais utilizada nos ensaios é de 294 N.
Distância mínima entre as indentações de ensaio no método de Vickers ISO 6507
Na norma ISO 6507 são definidas para o método de ensaio conforme Vickers as distâncias mínimas entre os pontos de ensaio (indentações de ensaio) e a aresta da amostra. O motivo de referidas distâncias mínimas é que resultados de dureza incorretos resultantes da alteração e/ou deformação da estrutura do material devem ser evitados.
Os valores mínimos a serem observados conforme a norma se encontram no gráfico ao lado.
Vantagens e desvantagens do ensaio de dureza por meio do método de ensaio Vickers
O método Vickers oferece as seguintes vantagens:
- O método Vickers permite a medição de todos os materiais e peças de ensaio, desde peças macias até peças duras, o método cobre toda a faixa de dureza.
- É utilizado somente um único indentador para todos os métodos conforme Vickers.
- É possível o ensaio não destrutivo, a amostra pode ser reutilizada.
O método Vickers possui as seguintes desvantagens:
- É necessária uma boa qualidade da superfície uma vez que a medição da indentação é feita de forma ótica. Isso significa que o local de ensaio deve ser preparado, caso contrário a avaliação exata será difícil.
- O método é demorado (em comparação ao método conforme Rockwell). A sequência de ensaio demora aprox. 30 até 60 segundos, sendo que o tempo de preparação das amostras não está incluído.
- Por motivo da necessidade da avaliação ótica da indentação, os durômetros Vickers devem estar equipados com uma ótica e, portanto, seu preço de aquisição é maior do que o preço dos durômetros Rockwell.
- De forma geral pode-se afirmar que o método de Vickers se torna cada vez mais o método comum em virtude de suas múltiplas opções de utilização na prática, mesmo com a necessidade de preparação das amostras e com a avaliação trabalhosa do valor de dureza.
