O método de ensaio padrão ASTM E384 para dureza de microindentação de materiais, desenvolvido pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM), descreve um método de ensaio para determinar a dureza de microindentação de materiais. Este método de ensaio abrange ensaios de microindentação realizados com instrumentos de indentação Knoop e Vickers sob forças de ensaio que variam de 9,8 x 10⁻³ a 9,8 N (1 a 1000 gf).
Este método de teste inclui a análise de potenciais fontes de erro que podem ocorrer durante testes de microindentação e como esses fatores afetam a sensibilidade, o viés, a repetibilidade e a reprodutibilidade dos resultados do teste.
Informações sobre os requisitos para verificação direta e calibração da máquina de teste e os requisitos para a produção e calibração de blocos de teste de dureza de referência Vickers e Knoop estão contidas na norma “Métodos de teste padrão ASTM E92 para dureza Vickers e dureza Knoop de materiais metálicos”.
Neste método de teste, um índice de dureza é determinado com base na formação de uma indentação muito pequena, utilizando uma força relativamente baixa em comparação aos testes tradicionais de dureza por indentação em massa. Um indentador Knoop ou Vickers feito de diamante de uma geometria específica é pressionado contra a superfície do corpo de prova sob uma força aplicada que varia de 1 a 1000 gf, utilizando uma máquina de teste projetada especificamente para esse tipo de trabalho.
O tamanho da indentação é medido usando um microscópio óptico equipado com uma lente filar ou outro dispositivo de medição. O índice de dureza Knoop é obtido dividindo-se a força pela área projetada da indentação. O índice de dureza Vickers é obtido dividindo-se a força pela área da superfície da indentação.
Quando o indentador é removido após um ciclo de carga, presume-se que não ocorre recuperação elástica, o que significa que o indentador mantém sua forma após a remoção da força, mas isso nem sempre é verdade. No teste de Knoop, a razão entre a diagonal longa da impressão e a diagonal curta é considerada a mesma do indentador, mas isso nem sempre é verdade devido à recuperação elástica.
Os ensaios de dureza têm se mostrado muito úteis para avaliação de materiais, controle de qualidade de processos de fabricação e esforços de pesquisa e desenvolvimento. Embora de natureza experimental, a dureza pode estar relacionada à resistência à tração de muitos metais e ligas, sendo também um indicador de usinabilidade, resistência ao desgaste, tenacidade e ductilidade.
Ensaios de microindentação são utilizados para avaliar e mensurar alterações de dureza que ocorrem em pequenas distâncias. Essas alterações podem ser intencionais, resultantes de processos localizados de endurecimento superficial, como jateamento de granalha, trefilação a frio, têmpera por chama, têmpera por indução ou cementação, nitretação ou carbonitretação. Também podem ser não intencionais, resultantes de problemas como cementação, amolecimento localizado em serviço ou segregação composicional/microestrutural. Baixas forças de ensaio também estendem os ensaios de dureza a materiais muito finos ou muito pequenos para ensaios de macroindentação. Os ensaios de microindentação permitem o ensaio de dureza de fases ou componentes específicos e regiões ou inclinações muito pequenas para serem avaliadas por ensaios de macroindentação.
Como os testes de dureza por microindentação revelam variações de dureza comuns à maioria dos materiais, um único valor de teste pode não representar a dureza total. Os testes Vickers a 1000 gf podem ser usados para determinar a dureza total, mas, como em qualquer teste de dureza, recomenda-se realizar uma série de indentações e calcular a média e o desvio padrão conforme necessário ou apropriado.
O ensaio de dureza por microindentação é normalmente realizado para medir variações de dureza em pequenas distâncias. Uma indentação física muito pequena é necessária para determinar essas diferenças. Dispositivos de teste que produzem indentações com forças de teste muito baixas devem ser cuidadosamente construídos para aplicar com precisão as forças de teste no local exato pretendido e devem possuir um sistema óptico de alta qualidade para medir com precisão as diagonais das pequenas indentações. Forças de teste na faixa superior da faixa de força definida aqui podem ser usadas para avaliar a dureza em massa.
Em geral, a indentação Vickers é mais adequada para determinar propriedades de volume (médias), pois a dureza Vickers não se altera com a seleção da força de teste entre 25 e 1000 gf, pois a geometria da indentação é constante em função da profundidade da indentação. No entanto, a indentação Knoop não é geometricamente uniforme com a profundidade, e a dureza Knoop varia ao longo da faixa de força definida aqui (e além), particularmente na força de teste mais alta de 200 gf.
Os principais motivos pelos quais a norma ASTM E384 é importante são:
Resumindo, a norma ASTM E384 é essencial quando medições de microdureza precisas e consistentes são necessárias para fins de engenharia, fabricação ou pesquisa.
Nossa organização, que há anos apoia empresas de todos os setores por meio de uma ampla gama de atividades de teste, medição, análise e avaliação, conta com uma equipe sólida que acompanha de perto os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia e se aprimora constantemente. Nesse contexto, também oferecemos serviços de teste em conformidade com o Método de Teste Padrão ASTM E384 para Dureza por Microindentação de Materiais.
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