Ensaio de resfriamento da extremidade / Ensaio Jominy
O ensaio Jominy, também chamado de ensaio de resfriamento da extremidade ou Método Jominy, é um método normalizado conforme ISO 642 e ASTM A255 para determinação da temperabilidade de aço.
A temperabilidade descreve a capacidade do aço de aumentar por meio de endurecimento a dureza na superfície ou do material inteiro por meio da formação de martensita ou fase metaestável.
Preparação da amostra e execução do ensaio Métodos para definição da dureza no ensaio Jominy Durômetros Jominy
Sequência de ensaio do ensaio de resfriamento da extremidade conforme DIN EN ISO 642
A sequência de ensaio conforme DIN EN ISO 642 pode ser subdividida em quatro etapas:
- Elaboração da forma e preparação da amostra
- Aquecimento da amostra até a temperatura definida na faixa austenítica para um intervalo definido
- Resfriamento da amostra na extremidade por meio de um jato de água em condições previamente definidas
- Ensaio de dureza em pontos definidos no sentido longitudinal da superfície de ensaio esmerilada da amostra
1. Preparação de amostras
Primeiramente a amostra, formada por uma barra redonda, é dimensionada por meio de usinagem para 25 mm em diâmetro e 100 mm em comprimento. A área frontal, que não é resfriada, deve medir 30 mm até 32 mm em ou 25 mm em diâmetro, dependendo de possuir forma de flange ou forma de estria (ver o gráfico). Estas formas também ajudam na rápida centralização e no posicionamento da amostra para o processo de resfriamento.
Antes da usinagem e do resfriamento da amostra, ela deve ser normalizada. A superfície da amostra deve ser submetida ao torneamento fino e a extremidade a ser resfriada deve ser submetida à usinagem fina. A extremidade deve ser livre de rebarbas.
2. Tratamento térmico da amostra
Após a preparação da amostra, ela deve ser aquecida uniformemente no mínimo por 20 minutos até a temperatura definida na norma e na sequência ser mantida no mínimo por 30 e no máximo por 35 minutos na temperatura acordada. A cementação ou a descarbonização da amostra deve ser minimizada ao máximo e a oxidação com formação de corrosão deve ser evitada.
3. Têmpera da amostra
O intervalo entre a retirada da amostra do forno e o início do resfriamento não deve ser superior a cinco segundos. Para o resfriamento é utilizado um dispositivo de ensaio (ver o gráfico) o qual faz com que o jato de água atinja repentinamente a área frontal da amostra a ser resfriada. A distância entre a abertura do tubo de alimentação de água e a extremidade da amostra a ser resfriada é de 12,5 mm com tolerância de ±0,5 mm. A amostra deve permanecer durante todo o processo de resfriamento, o qual demora no mínimo 10 minutos, centralizada sobre a abertura do tubo de alimentação de água e deve ser protegida de espirros de água. Após o resfriamento, a amostra pode ser submersa em um banho de água gelada para obter o resfriamento completo.
4. Ensaio de dureza na amostra
Para o ensaio de dureza da amostra Jominy conforme Rockwell (HRC), duas superfícies de ensaio são deslocadas em 180° e esmeriladas no sentido longitudinal (aprox. 0,4-0,5mm em profundidade). Em determinadas condições, o ensaio de dureza Rockwell HRC também pode ser substituído pelo ensaio de dureza Vickers HV30.
Para assegurar que na lixagem fina não tenha ocorrido um amolecimento, a amostra será submersa em ácido nítrico 5%. A amostra deve ser uniformemente enegrecida. Modificações da cor indicam a presença de manchas macias e duas novas superfícies de ensaio conforme já descritas devem ser produzidas.
Na próxima etapa, a amostra será firmemente fixada e deve ser mantida imóvel durante o ensaio de dureza. Os primeiros oito pontos do ensaio HRC são feitos em distâncias definidas em relação à extremidade: 1,5 – 3 – 7 – 9 – 11 – 13 – 15 mm. Na sequência, os pontos de ensaio serão posicionados em distâncias de 5 mm, respectivamente. Os resultados de dureza são representados em um diagrama por meio do comprimento da amostra. É obtida uma curva de dureza. Ela permite a comparação da dureza elevada / do endurecimento de aços ou também a leitura da profundidade de endurecimento.
Método para definição da dureza no ensaio Jominy
Definição de uma ou duas curvas limite para a profundidade de dureza no ensaio Jominy:
- curva limite inferior
- curva limite superior
- curva limite superior e inferior
Definição de determinados pontos na curva de dureza:
- ponto limite superior
- ponto limite inferior
- ponto limite superior e inferior
A figura demonstra as curvas de dureza de uma amostra Jominy com curva limite superior e inferior.
