Explicando A Matéria: Dureza

        O Explicando A Matéria dessa semana traz uma propriedade mecânica dos materiais de grande importância para o nosso cotidiano e para as mais diversas aplicações: a Dureza.

        A Dureza consiste em uma medida de resistência do material a uma deformação plástica (ou seja, permanente) e localizada, como uma pequena indentação ou um risco. Logo, quanto maior a dureza do material, maior será sua resistência a tal deformação localizada, de modo que esta se torna mais difícil.
        Inicialmente, os primeiros ensaios de dureza existentes se baseavam unicamente na capacidade de um material riscar outro material que fosse mais macio, o que deu origem à escala Mohs de dureza, que classificava os materiais de 1 a 10. Nesta escala, quanto maior o número associado ao material em questão, maior sua dureza, e, então, maior sua capacidade de riscar os outros materiais de números inferiores. Com o passar do tempo, porém, foram desenvolvidas técnicas mais avanças, precisas e quantitativas para a medição de dureza, baseadas em forçar um indentador contra a superfície do material a ser testado. Para esse tipo de ensaio, mede-se a profundidade ou o tamanho da indentação realizada e isto, então, se relaciona à dureza do material: quanto mais macio for, maior e mais profunda será a indentação deixada, e menor será seu número de dureza correspondente.
        Baseados neste mesmo princípio de utilização de um indentador, foram desenvolvidas várias diferentes técnicas para a determinação da dureza, que diferem entre si no formato e composição do indentador aplicado, na carga aplicada e também na fórmula de cálculo de número de dureza. Entre as técnicas existentes, podemos destacar: ensaios de dureza Brinell; ensaios de microdureza Vickers e Knoop e o ensaio de dureza Rockwell. Como o modo de cálculo do número de dureza varia entre as técnicas, deve-se tomar cuidado ao comparar diretamente valores obtidas por diferentes rotas, e ainda não se desenvolveu um sistema de conversão abrangente que possibilite a conversão precisa para diferentes escalas.
        Os ensaios de dureza são realizados com maior frequência que qualquer outro ensaio mecânico, principalmente por serem simples e baratos, de modo que não necessitam de corpos de prova especiais. Além disso, é um ensaio não destrutivo, de modo que o corpo de prova não é excessivamente deformado nem fraturado. Por fim, é também muito interessante pois a dureza se relaciona com diversas outras propriedades mecânicas, possibilitando a estimativa de outras grandezas. Por exemplo, a dureza é diretamente proporcional ao limite de resistência à tração, sendo ambos indicadores da resistência à deformação plástica de um material.

Fonte: CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002.