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LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA 
 
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Engenharia Mecânica 
IPUC – PUC Minas 
 
AULA PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
ENSAIOS MECÂNICOS - Ensaio de Dureza pelo Método Brinell 
 
Aluno: Lucas José da Silva Barbosa Matricula:570538 
 
 
• NBR NM 187-1 - Materiais metálicos – Dureza Brinell - Parte 1: Medição da dureza 
Brinell 
Maio/1999- NBR NM 187-2 
• NBR 6443 - Bloco Padrão para Ensaio de Dureza Brinell 
Histórico 
O ensaio de dureza é, juntamente com o ensaio de tração, um dos mais empregados na 
seleção e controle de qualidade dos metais. Intrinsecamente a dureza é uma condição da 
superfície do material e não representa nenhuma propriedade fundamental da matéria. 
Dois procedimentos são convencionalmente usados na sua avaliação: 
1. Resistência à penetração de uma ponta rígida, com geometria pré-definida e sob 
condições de carregamento padronizadas; 
2. Resistência ao risco que envolve um processo de corte de um metal pelo outro e, 
conseqüentemente, está relacionada à plasticidade de camadas superficiais muito 
finas. 
A resistência à penetração está relacionada à tensão média de escoamento do material 
numa faixa estreita de deformação. Este ensaio é muito simples de ser executado e 
particularmente útil na avaliação dos diferentes componentes microestruturais do material. 
Os métodos empregados na medição da dureza se distinguem basicamente pela forma 
do penetrador empregado e pelas condições de aplicação da carga. A escolha do método 
depende, dentre outros fatores, da natureza e dimensões da amostra além da espessura da 
camada a ser analisada. De acordo com a velocidade de aplicação da carga os procedimentos 
de medição se classificam em estáticos e dinâmicos, sendo que os métodos mais usuais 
empregam a penetração estática. 
Certos cuidados de validade do ensaio devem ser observados para os diferentes 
métodos de medição de dureza e a camada superficial observada deve ser representativa das 
condições do restante do material. Assim, os defeitos superficiais (trincas, poros, óxidos, 
carepa, etc) podem interferir no resultado. O acabamento superficial está intimamente 
 
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relacionado com a carga e a forma do penetrador empregado, bem como com o procedimento 
de medição utilizado no ensaio. 
 
Métodos de Ensaio de Dureza 
O ensaio de dureza é largamente utilizado na especificação e comparação de materiais. 
Intrinsecamente, é uma característica referente à superfície do metal, entretanto, para 
materiais homogêneos, é tomada como uma propriedade global e representativa deste. O 
termo dureza assume diversos significados face à existência de uma grande divergência de 
opiniões entre os estudiosos das mais diversas áreas, sendo que, portanto, não é possível 
encontrar um conceito único para esta característica. Ainda assim, o ensaio é utilizado para 
que se possam efetuar comparações entre os mais distintos materiais. Em geral, para os 
metais, a dureza implica em uma resistência à deformação plástica. A definição de dureza 
como a resistência que o material oferece ao risco é utilizada pelos mineralogistas como mais 
uma ferramenta na identificação dos diversos minerais. Para tanto utiliza-se um método que 
emprega uma escala à qual foram atribuídos números de 0 a 10, denominada escala Mohs, e 
que consiste na padronização de 10 minerais arranjados na ordem decrescente da capacidade 
de serem riscados. Essa escala não é muito adequada para avaliação da dureza de metais, uma 
vez que os intervalos não são suficientemente espaçados na faixa de durezas mais altas e 
sendo que a maioria das ligas metálicas se encaixam nesta faixa. 
Para a avaliação da dureza de materiais metálicos alguns métodos são mais 
comumente utilizados dentre os quais podem ser citados: Método Brinell; Vickers, Rockwell, 
Meyer, Knoop, Shore, dentre outros. 
 
1.1. Método Brinell 
Nascido em 21 de novembro de 1849 e falecido em 17 de novembro de 1925, o sueco 
J. A. Brinell estudou muitos aspectos do ferro e de sua produção. Seu trabalho mais 
importante foi sobre as transformações do aço durante o aquecimento e o resfriamento. Suas 
descobertas sobre o controle de carbono contido nas fases contribuem até hoje para novas 
descobertas a respeito de propriedades do aço. Por volta de 1900, este sueco propôs um 
método para avaliar a dureza, que consistia na impressão de uma superfície metálica com uma 
esfera de aço de 10 mm de diâmetro, empregando-se uma carga de 3000 Kgf. O número de 
dureza Brinell (HBN) foi, então, expresso pela carga P dividida pela área superficial da 
impressão: 
 
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( )2Kgf/mm 
S
P
BHN = (1) 
Sendo S a área da calota impressa no material: 
S Dh=  (2) 
Após determinação de uma relação entre o diâmetro da esfera do penetrador (D) e o diâmetro 
da projeção da impressão no plano (d), têm-se: 
))((
2
22 dDDD
P
BHN
−−
=

 (3) 
A fim de se obter o mesmo número de dureza Brinell (HBN) com uma carga ou um 
diâmetro da esfera variado é necessário produzir impressões geometricamente similares, o que 
pode ser alcançado desde que se mantenha o ângulo 2 (fig. 1) constante. A equação 4 mostra 
que para se manter o ângulo 2 e o número de dureza HBN constantes, a carga e o diâmetro 
da esfera devem variar, mantendo-se a razão constante: 
2
3
3
2
2
2
2
1
1
D
P
D
P
D
P
== (4) 
Alguns inconvenientes são encontrados neste método para avaliação da dureza de 
metais ou ligas metálicas. Dentre estes inconvenientes podem ser citados a impossibilidade de 
se avaliar a dureza de aços muito duros (temperados, por exemplo), uma vez que este é o 
material da esfera do penetrador o que provocaria uma deformação desta e, portanto, a 
obtenção de resultados errôneos. Por outro lado, o tamanho da impressão torna o método 
inconveniente para pequenos objetos ou partes de peças que poderão ser criticamente 
tensionadas, o tornaria a impressão mais um concentrador de tensões. 
 
Figura 1- Parâmetros básicos num teste Brinell. 
 
D/2 
 
d/2 h 
P 
 
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Brinell desenvolveu uma relação entre o limite de resistência a tração (RT ) do 
material e o número de dureza HB definida por: 
HBRT = 36,0 (5) 
 
1.2. Parte Experimental 
1.2.1. Objetivos 
• Avaliar a dureza de diversos materiais metálicos pelo método Brinell. 
• Avaliar a resistência mecânica do material, conhecendo-se a sua dureza Brinell. 
1.2.2. Materiais 
Aços comuns, ligas de cobre (latão e bronze) e liga de alumínio. 
1.2.3.. Equipamento 
Durômetro 
Marca: Heckert 
 Modelo: HPO-250 
1.2.4. Procedimento 
Pelo método Brinell podem ser ensaiados materiais com durezas desde HB8 até 
HB450. Para materiais mais duros a esfera poderá sofrer uma deformação, tendo alterações 
nas suas dimensões cuja grandeza excede a tolerância especificada pela norma. 
Para se obter o mesmo valor de dureza HB, no ensaio de uma mesma amostra, com 
esferas de diferentes diâmetros, torna-se necessário manter constante a relação P/D2 (condição 
de semelhança geométrica das impressões). Entretanto, na prática, é impossível conseguir tal 
invariabilidade. Um ensaio é considerado satisfatório se o diâmetro da impressão d se mantém 
em torno de 0,25D < d < 0,5D, qualquer que seja a carga empregada. Na tabela I são 
indicados valores adequados de P, D, e d, além do tempo de aplicação de carga para diferentes 
metais de uso corrente. 
 
 
 
 
 
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Tabela I. Parâmetros de aplicação do método de dureza Brinell. 
Diâmetro D Diâmetro d da Cargas (Kgf) 
(mm) impressão (mm) P = 30D2 P = 10D2 P =5D2 P = 2D2 
10 
5 
2,5 
1 
2,0 - 6,0 
1,0 - 3,0 
0,5 - 1,5 
0,2 - 0,6 
3000 
750 
187,5 
30 
1000 
250 
62,5 
10 
500 
125 
31,25 
5 
200 
50 
12,5 
2 
Tempo de aplicação da carga (s) 10 - 30 30 30 - 60 60 
Condições de emprego 
recomendadas 
 
Aços, 
ferros 
fundidos, 
bronzes 
especiais 
Latões, ligas 
de Mg 
(HB31 - 130) 
Cobre, 
duralumínio, 
zinco e suas 
ligas 
Estanho, 
chumbo 
 
 
1.3. Resultados 
Tabela II- Valores de dureza Brinell obtidos no ensaio para diversos materiais. 
Material 
Condições Resultados 
Grau de 
Carga 
Diâmetro 
da esfera 
(mm) 
Carga 
(Kgf) 
Diâmetro 
da 
impressão 
Dureza Média 
 
RT = 0,36HB 
(Kgf/mm2) 
 
 1,35 121 α = 0,36 
 1,355 120 
Aço 30 2,5 187,5 1,33 125 123,6 44,5 
 1,34 123 
 1,32 127 
 0,91 92,8 α = 0,345 
 0,94 86,8 
Latão 10 2,5 62,5 0,91 92,8 90,8 31,326 
 0,91 92,8 
 0,94 86,8 
 0,71 92,8 α = 0,52 
 0,75 86,8 
Bronze 5 2,5 31,25 0,73 73,0 73,13 38,03 
 0,71 92,8 
 0,73 73,0 
 0,70 97,6 α = 0,40 
 0,71 77,3 
Alumínio 2 2,5 31,25 0,71 77,3 78,83 31,53 
 0,70 97,6 
 0,70 97,6 
 
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1.4. Bibliografia 
1. 1 NBR 6394 - Jul/1981 - Determinação da Dureza Brinell de Materiais Metálicos 
2. NBR 6443 - Bloco Padrão para Ensaio de Brinell 
3. SOUZA, S.A., Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos. São Paulo, Edgard 
Blucher, 1974. 
4. ASTM Standards. Philadelphia: American Society for Testing Materials. 
5. Normas da ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas. 
6. Metals Handbook, Cleveland: American Society for Metals, 1961. 
7. PEDRAZA, BOTREL e SILVA, Tratamentos Térmicos dos Aços - Depto. de 
Engenharia Metalúrgica da EE.UFMG - MG – 1979; 
 
1.5. Exercícios Propostos 
1) Qual a dureza que mais interessa: 
a) ao mineralogista? R: Escala de dureza Mohs 
b) ao engenheiro mecânico? R: Para o engenheiro mecânico a dureza mais interessante 
é pertinente a deformação plástica, que é ensaiada pelos métodos de Brinell. Vickers e 
Rockewell 
2) Ao se ensaiar um aço pelo método Brinell empregou-se uma carga de 750 Kgf e obteve-se 
um diâmetro da impressão igual a 2,00 mm. Pergunta-se: 
a) Qual o diâmetro da esfera do penetrador utilizado? 
 
b) O ensaio pode ser considerado válido? 
 
Para ele ser válido é necessário que ele satisfaça a seguinte condição: 
 0,25D ≤ d ≤ 0,5D 
Sendo assim, 0,,24 x (5) < 2 < 0,5 x (5) = 1,25 < 2 < 2,50 
 
 
 
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c) Qual o valor da dureza HB? 
 
d) Qual a resistência mecânica deste aço? 
= 0,36x HB = 0,36 x 228,77 = 82,36 kg/mm2 
 
e) Se a carga empregada fosse de 3000Kgf, qual deveria ser o diâmetro da esfera do 
penetrador a ser utlizada?