Dureza Shore / Durômetro ASTM D2240 e ISO 48-4
A ASTM D2240 e a ISO 48-4 descrevem o procedimento de ensaio para determinar a dureza de penetração de borracha, elastômeros e plásticos utilizando um durômetro (dureza Shore).
Outro método para determinar a dureza de plásticos e materiais similares pela profundidade de penetração de um corpo de prova padronizado (dureza Shore) édescrito na norma ISO 868. A ISO 48-4 substitui a norma ISO 7619-1 retirada.
Definição de ensaio de dureza Shore ASTM D2240 vs. ISO 48-4 Execução do ensaio Vídeo ISO 868 Método Shore Representação Valor de dureza ShoreTestadores de dureza Shore DownloadsFAQ Solicitar orientação
Definição ensaio de dureza Shore de acordo com ASTM D2240 e ISO 48-4
O ensaio de dureza Shore, de acordo com as normas ASTM D2240 e ISO 48-4 e ISO 868, é um método de ensaio estático padronizado para medir a dureza da borracha usando um dispositivo conhecido como durômetro. A Dureza Shore é, portanto, também comumente referida como dureza do durômetro e tem as seguintes características:
- O método do durômetro é usado para determinar a dureza na faixa macro com uma força de ensaio de 3,924 – 50N.
- Dureza Shore é um método de medição de profundidade. Isso significa que, para determinar o valor de dureza de uma amostra, a profundidade de indentação real é medida, em vez da impressão permanente feita pelo indentador.
- A profundidade da indentação é medida por um indentador acionado por mola que penetra no material ou na amostra. O indentador é um pino de aço endurecido, com diferentes designs de pino e esfera de aço dependendo do método Shore. A profundidade da indentação é uma medida para dureza Shore, que é determinada em uma escala de 0 Shore (profundidade de indentação de 2,5 milímetros) a 100 Shore (profundidade de indentação de 0 milímetros).
Uma gama de diferentes escalas Shore foi estabelecida, utilizando-se diferentes formas de indentadores e características de mola. As escalas mais conhecidas são Shore A e D. Escalas adicionais, tais como Shore B, C, 0, 00, 000, e D0 são conhecidas para aplicações específicas.
Escalas Shore e exemplos de aplicação:
- Shore A Borracha macia, elastômeros e borracha natural
- Shore D: Elastômeros duros, plásticos e termoplásticos rígidos
- Shore 0 Elastômeros macios e tecidos
- Shore 00 Espumas, espuma de borracha e borracha alveolar
- Shore B: Elastômeros mais duros do que Shore A
- Shore C: Elastômeros de dureza média
VLRH (IRHD supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
ASTM D2240 vs. ISO 48-4
A ISO 48-4 e a ASTM D2240 são normas para medir a dureza da borracha e de materiais similares usando um durômetro. ISO 48-4 foca em borracha vulcanizada ou termoplástica e define quatro escalas específicas, enquanto ASTM D2240 cobre uma gama mais ampla de materiais e doze escalas. ASTM D2240 é amplamente usada na América do Norte e é mais flexível em sua aplicação, enquanto ISO 48-4 é mais comum em nível internacional e fornece diretrizes mais específicas para borracha. Ambos os padrões usam princípios de medição semelhantes, mas com instruções e áreas de aplicação ligeiramente diferentes.
| Norma | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
|---|---|---|
| Espessura da amostra | 6 mm | 6 mm |
| Estratificação | sim (3 camadas) | Sim |
| Medições | 5 | 5 |
| Distância entre medições | 6 mm | 6 mm |
| Tempo de espera | 3 s para borracha vulcanizada 15 s TPE | inferior a 1 s |
| Carga | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Indicação de dureza | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
ASTM D2240 - execução do ensaio
Para o ensaio de dureza Shore de acordo com ASTM D2240, deve-se primeiro garantir que a superfície de contato do durômetro esteja paralela à mesa de amostra. A distância vertical entre a superfície de contato do durômetro e a superfície de contato da amostra é então definida para 25,4 mm ± 2,5 mm. Durante o procedimento de ensaio, o testador de dureza é pressionado contra a amostra com a pressão definida até que a superfície esteja em contato total. O valor de dureza pode ser lido um segundo após a superfície de contato ter feito contato firme com a amostra. Cinco medições são feitas em pontos diferentes da amostra e a média ou mediana é calculada e documentada.
ISO 48-4 Execução do ensaio
Para o ensaio de dureza Shore conforme ISO 48-4 , os seguintes parâmetros devem ser considerados previamente:
- Para a determinação da dureza do material devem ser feitas conforme a norma cinco medições para cálculo do valor médio a partir delas.
- O tempo de medição é de 15 segundos, em caso de outro tempo de medição este fato deve ser indicado no valor de dureza.
- O material a ser testado deve ser acondicionado no mínimo durante 1h à temperatura ambiente de +23°C ± 2°C.
Na primeira etapa do ensaio de dureza Shore, o indentador é pressionado na amostra com uma força de mola de 1,11-44,5 N. Em seguida, o indentador é pressionado na amostra com uma força de contato de 3,92-50 N por 15 segundos. A profundidade de indentação na amostra se situa entre 0 – 2,5 mm. Essa profundidade de indentação é medida com o durômetro e o valor de dureza é derivado dela. O indentador deve atuar com a plena força de contato durante 15 segundos sobre a amostra. Se a duração da força aplicada for excedida ou não for atendida, isso deve ser indicado no valor de dureza. Quanto maior a duração, menor será o valor de dureza Shore.
A distância mínima da indentações de ensaio conforme a norma deve ser observada. A distância média das indentações entre elas deve ser de ≥ 5mm e da borda da amostra de ≥ 12mm.
Ensaio de dureza Shore conforme ISO 868
ISO 868 é uma norma internacional que especifica o método para determinar a dureza de indentação de plásticos e borracha usando o método de ensaio de dureza Shore. Nesse método, uma ponteira de medição é pressionada sobre o material com uma força definida para medir a profundidade de penetração. A dureza do material é determinada com base nesta profundidade de penetração e é apresentada em uma escala de 0 (muito macio) a 100 (muito rígido).
Em particular, a ISO 868 se refere à medição de dureza de acordo com as escalas Shore A e Shore D, que são usadas para diferentes valores de dureza de materiais.
- Escala A para materiais mais macios, como plásticos macios, elastômeros e borracha, que são medidos com um cone truncado
- Escala D para materiais mais duros, como plásticos rígidos ou elastômeros mais rígidos, que são medidos com um cone (agulha com ponta arredondada, R = 0,1 mm)
Métodos do ensaio de dureza Shore
Os métodos individuais de ensaio de dureza Shore diferem entre si:
- a forma do indentador (ver imagem),
- a magnitude da força da mola F,
- força de contato FA.
Os diferentes métodos de ensaio que resultam disso usam sete indentadores diferentes e quatro forças de contato diferentes. Informações mais específicas sobre as diferenças entre os métodos individuais podem ser encontradas na tabela abaixo:
| Método | Força de mola F [N] | Força de contato FA [N] | Indentador | Curso de medição t [mm] | Espessura da amostra[ mm] | Faixa de medição |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Tronco de cone, ângulo do cone 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Shore D |
| Shore A0 e/ou Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Esfera, Ø 2,5mm | 2,5 | ≥ 6 | < 20 Shore A |
| Shore AM e/ou Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Cone com ângulo de 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
| Shore B: | 8,065 N | 9,81 N | Cone com ângulo de 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Tronco de cone, ângulo do cone 35°, diâmetro do tronco de cone 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore D: | 44,5 N | 49,0 N | Cone com ângulo de 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 >90 Shore A |
| Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Esfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Esfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Como é feita a leitura e a representação do valor de dureza Shore?
O valor de dureza do ensaio de dureza Shore é composto por três componentes principais:
- 1. um valor de dureza numérico;
- 2. a palavra “Shore“, que significa dureza conforme Shore;
- 3. a designação do método Shore, que define o indentador e os parâmetros correlacionados.
Quando o tempo de atuação diverge da norma, a indicação do tempo é acrescentada como quarto componente.
Exemplo de representação e leitura de um valor de dureza:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ...valor de dureza |
| Shore | ...conforme Shore |
| A | ...método Shore - tronco de cone com ângulo de cone de 35°, força de mola de 8,065N e força de contato de 12,5N |
| 10 | …tempo de atuação da força de contato fora do tempo recomendado, nesse caso 10 segundos |
Testadores de dureza Shore para determinar a dureza Shore de acordo com a ISO 48-4, ASTM D2240 e ISO 868
- O método de medição para determinar a dureza Shore de borracha, elastômeros e plásticos de acordo com ASTM D2240, ISO 48-4 e ISO 868 pode ser facilmente realizado com durômetros portáteis. Medições de dureza de acordo com Shore são amplamente utilizadas para fins de controle de qualidade e pertencem aos métodos macroscópicos. Para ensaios de laboratório é recomendada a utilização do equipamento em um suporte de ensaio. A calibração desses instrumentos está descrita na norma ISO 21509. A ISO 48-9 descreve a calibração dos instrumentos. A principal diferença dentro dos padrões ISO em comparação com a medição em plásticos é o tempo de exposição do indentador.
- Em ambos os casos, o ensaio mede a profundidade de penetração do indentador no material. O indentador é carregado por uma mola com características definidas. Quanto maior a dureza do material a ser testado, menor a profundidade de indentação, mas maior a carga do indentador. A dureza Shore é apresentada em uma escala de 0 a 100 Shore. A força de contato do ponto de apoio do equipamento sobre a superfície da amostra determina a posição zero. Ela é, dependendo da norma, de aproximadamente 10 N para Shore A e de aproximadamente 50 N para Shore D.
- Analógico e digital Ensaio de dureza Shore / Durômetro
A ZwickRoell fornece Durômetros Shore com visores analógicos, bem como versões digitais com opções de conexão com visor e PC. Os equipamentos de ensaio estão equipados com guias lineares sem folga e trabalham quase sem atrito. A taxa de compressão de mola pode ser ajustada com precisão na calibração para observar as forças definidas nas normas para cada valor Shore. Dessa forma, as tolerâncias definidas nas normas são atendidas com precisão e uma alta repetibilidade dos resultados é possível.
Perguntas frequentes sobre ensaios de dureza Shore
A dureza Shore indica a dureza de um material medindo sua resistência à indentação usando um espécime padronizado (pino). É tipicamente usada para borracha, plásticos e materiais similares e é especificada em diferentes escalas (por exemplo, Shore A, Shore D), que variam dependendo do tipo de material. Um valor de dureza Shore mais alto indica um material mais duro, enquanto um valor mais baixo representa um material mais macio.
ASTM D2240 descreve um método de ensaio para determinar a dureza de materiais usando um durômetro. Este padrão abrange doze tipos diferentes de durômetros usados para medir a dureza de indentação de uma ampla gama de materiais, incluindo elastômeros termoplásticos, borracha vulcanizada, materiais elastoméricos, materiais celulares, materiais semelhantes a gel e alguns plásticos. Ele fornece instruções detalhadas sobre como realizar a medição de dureza, usando diferentes tipos de durômetro para diferentes faixas de dureza e tipos de materiais.
A principal diferença entre ASTM D2240 e ISO 48-4 está nas aplicações e métodos: ASTM D2240 abrange uma gama mais ampla de materiais, incluindo borracha, elastômeros e plásticos, e usa diferentes escalas de dureza, como Shore A e Shore D. A ISO 48-4, por outro lado, foca especificamente na determinação da dureza de borracha vulcanizada ou termoplástica e também usa métodos de microindentação. Enquanto ambos os padrões usam durômetros para medição de dureza, a ISO 48-4 fornece instruções mais detalhadas para tipos específicos de borracha e espécimes finos.
Shore A é usado para medir a dureza de materiais mais macios, como borracha e plásticos macios, enquanto Shore D é adequado para materiais mais duros, como plásticos duros e termoplásticos. Um valor mais alto na respectiva escala indica uma dureza maior do material.