Dureza

De Dicionário Livre de Geociências

Dureza:S.f- Em Mineralogia diz-se que dureza é a resistência que um mineral opõe a ser riscado por outro mineral ou substância natural ou artificial, entendendo-se risco como uma deformação permanente, diferentemente da deformação plástica ou elástica. O mineral mais duro risca e não é riscado por um mineral ou material de dureza menor. Exemplo: Um canivete risca uma mica, mas é riscado por um quartzo.

Em Mineralogia risco é diferente de traço que é o pó deixado pelo mineral mais macio sobre o mais duro. Como a dureza do mineral está vinculada á sua estrutura interna, ela é uma propriedade relativamente constante para cada espécie. Alguns minerais se caracterizam por apresentarem durezas bem distintas, dependendo da direção que se risca, como é o caso da cianita ou distênio.

Existem diversos métodos para se calcular a dureza de uma substância:

Dureza ao risco

1. -Escala de Mohs

Desenvolvida pelo mineralogista alemão Friedrich Mohs, é o método mais usado em Mineralogia, pois permite, principalmente em trabalhos de campo, uma rápida inspeção do mineral.

Seu inconveniente é que é uma escala não linear e muito imprecisa.

1. -Escala esclerométrica

Dureza à indentação

1-Método Vickers

Consiste em medir a indentação, ou marca, deixada no mineral por uma ponta de diamante em forma de uma pirâmide invertida de base quadrada e com ângulo de 136 graus entre duas faces opostas, submetido a uma carga de 1 a 100 kgf. Na realização do teste a carga escolhida é aplicada por um período de 10 a 15 segundos, após o que é medida a área da pirâmide invertida deixada na superfície que está sendo testada. Esta medição é feita usando uma lupa ou microscópio dotado de escala graduada:

• 1- Mede-se as duas diagonais da marca quadrada e calcula-se a média aritmética,
• 2-Calcula-se a área lateral da marca piramidal deixada sobre a superfície testada,
• 3-Calcula-se a dureza Vickers dividindo-se a carga aplicada (em kgf) pela área interna da indentação em mm².

Ou seja:

F=força aplicada em kgf

d=Média aritmética das duas diagonais medidas

HV=Dureza Vickers

A dureza Vickers é encontrada usando a fórmula:

Nota: o número 1,854 é o valor aproximado do seno de 68 graus, isto é, seno de 136^o / 2.

A dureza Vickers é sempre dada explicitando o valor da carga aplicada, sem referência a unidades de medida. Assim uma dureza de 500 HV/10 significa: Dureza Vickers 500 usando uma carga de 10 kgf.

As unidade de HV são kgf por mm quadrado. Para converter um número da dureza Vickers em unidades do Sistema Internacional (MPa ou GPa), é necessário converter a força aplicada de kgf para newtons e a área de milímetro quadrado para metro quadrado, dando o resultado em pascals.

Visando coerência com o Sistema Internacional a dureza Vickers pode ser dada usando as seguintes conversões:

2-Método Knoop

Autor:Eurico Zimbres
Comparação entre as durezas da Escala de Mohs e as obtidas pelo método Knoop

A dureza pelo método Knoop é determinada de uma forma parecida à de Wickers. A diferença é a forma da ponta de diamante. Neste caso é uma pirâmide de quatro lados com os ângulos entre duas faces opostas sendo 130° e o ângulo entre as outras duas sendo 172°. A marca de indentação deixada tem a forma de um losango, com o diâmetro maior 7 vezes maior que o diâmetro menor. A profundidade da marca é 1/30 da largura maior (diâmetro maior). Desta forma a área da marca de indentação deixada pode ser calculada apenas com a medida do diâmetro maior da marca losangular deixada sobre o material que está sendo testado.

A dureza Knoop é dada pela fórmula:

onde F é a força (em quilograma força) aplicada e A² é a área (em mm²). A dureza Knoop é sempre dada junto ao valor da força aplicada.

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