Calcule a espessura mínima que deve ter uma chapa que será ensaiada pelo método Rockwell, sabendo que a dureza estimada do material é 45 HRC.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. Precisamos calcular a espessura mínima de uma chapa que será testada usando o método Rockwell, sabendo que a dureza do material é de 45 HRC. Para resolver isso, vamos usar conceitos de dureza Rockwell e como ela influencia na escolha da espessura da chapa para garantir resultados precisos no ensaio.
Passo 2
Primeiro, é importante entender o que é o método Rockwell. Esse método é utilizado para medir a dureza de um material, ou seja, sua resistência à deformação permanente. O teste envolve pressionar um penetrador (geralmente um cone de diamante ou uma esfera de aço) na superfície do material sob uma carga específica e medir a profundidade da indentação resultante. A dureza Rockwell (HRC) é uma das escalas utilizadas nesse método, principalmente para materiais mais duros como aços temperados.
Passo 3
Agora, por que a espessura da chapa é importante no teste Rockwell? Se a chapa for muito fina, a carga aplicada pode fazer com que o penetrador atinja o fundo da chapa, afetando a precisão da medição da dureza. Para evitar isso, a chapa precisa ter uma espessura mínima que seja suficiente para absorver a profundidade da indentação sem interferências.
Passo 4
Existe uma regra prática que nos ajuda a determinar essa espessura mínima: a chapa deve ter uma espessura pelo menos 10 vezes maior que a profundidade da indentação causada pelo método Rockwell. Isso garante que a base da chapa não interfira no teste. Então, precisamos calcular qual é a profundidade da indentação para uma dureza de 45 HRC.
Passo 5
Para estimar a profundidade da indentação (d) para um valor de 45 HRC, podemos usar a seguinte relação aproximada:
Onde:
-
é a profundidade da indentação -
é uma constante que depende do penetrador e da carga utilizada (para fins de cálculo, vamos considerar mm·HRC)
Assim:
Passo 6
Agora, aplicando a regra prática de que a espessura mínima (t) deve ser pelo menos 10 vezes a profundidade da indentação:
Resposta
A espessura mínima que a chapa deve ter para ser ensaiada pelo método Rockwell com uma dureza de 45 HRC é de 0,02 mm.