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Ensaio de dureza
Prof. 
Engenharia Mecânica - Concurso Petrobras 2024
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(21) 97960-0647
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O ensaio de dureza consiste na aplicação de uma carga 
na superfície do material empregando um 
endentador/indentador/penetrador padronizado, 
produzindo uma marca superficial ou endentação.
Ensaio de Dureza
• Definição Geológica: Resistência ao riscamento
• Definição Mecânica: Resistência à indentação
• Definição Metalúrgica: Resistência à deformação
plástica
Dureza: Definição
• Existem três principais métodos para
determinação de dureza: risco, rebote e
endentação.
Ensaio de Dureza
DUREZA POR RISCO
o Ensaios dos Materiais, Amauri Garcia, 2ª ed., CAP 4.
• Esse ensaio é pouco usado para materiais
metálicos, encontrando maior aplicação no campo
da mineralogia.
• Vários materiais podem ser relacionados a outros
materiais na sua capacidade de riscar uns aos
outros. Entre os ensaios por risco, a dureza Mohs
é a mais conhecida, e consiste em uma escala de 10
minerais padrões organizados de tal forma que o
mais duro risca todos os outros.
Dureza por risco
• Nessa escala, o diamante (dureza = 10) risca
todos os outros. A safira (dureza = 9), risca todos
de dureza menor. O topázio (dureza = 8), risca
todos os outros minerais, excetuando a safira e o
diamante e assim por diante.
• Na escala Mohs, a maioria dos metais se localiza
entre os pontos 3 e 8, mas essa escala não
permite uma definição adequada da dureza dos
metais.
Dureza por risco
Dureza por risco
• Curiosidade: Dureza Bierbaum é um tipo de
dureza ao risco
Dureza por risco
DUREZA POR REBOTE
o Ensaios dos Materiais, Amauri Garcia, 2ª ed., CAP 4.
• É um ensaio dinâmico cuja impressão na
superfície do material é causada pela queda
livre de um êmbolo com uma ponta padronizada
de diamante e peso conhecido. Nos ensaios de
dureza dinâmica, o valor de dureza é
proporcional à energia de deformação
consumida para formar a marca no material ou
corpo de prova, e representada pela altura
alcançada no rebote do êmbolo por meio de um
número.
Dureza por rebote
• Nessas condições, um material dúctil irá
consumir mais energia na deformação do corpo
de prova e o êmbolo alcançará uma altura menor
no retorno, indicando, consequentemente, uma
dureza mais baixa.
• Entre esses métodos, destaca-se a dureza Shore,
que utiliza uma barra de aço com uma ponta
arredondada de diamante colocada dentro de um
tubo de vidro com uma escala dividida em
unidades.
Dureza por rebote
• A barra é liberada de uma altura padrão, e a altura do
rebote após o choque com a superfície do material é
considerada a dureza do material.
• O método, amplamente empregado na determinação
de dureza de materiais metálicos finais ou acabados e
materiais poliméricos, é dividido em diferentes
escalas de acordo com as durezas dos materiais. O
equipamento de dureza Shore é leve e portátil, sendo
adequado à determinação de dureza de peças grandes,
como por exemplo o cilindro de um laminador.
Dureza por rebote
• Como a marca superficial deixada pelo ensaio é
pequena, ele é também indicado no levantamento
de dureza de peças acabadas.
• Outra vantagem oferecida por esse ensaio é a
possibilidade de realização em condições
adversas, como altas temperaturas.
Dureza por rebote
Dureza por rebote
DUREZA BRINELL
o Ensaios dos Materiais, Amauri Garcia, 2ª ed., CAP 4.
• Esse ensaio, proposto por James Brinell em 1900,
foi o primeiro ensaio de endentação padronizado e
reconhecido industrialmente. Consiste em
comprimir uma esfera metálica padronizada
na superfície do material ensaiado, gerando
uma calota esférica. A dureza Brinell é a razão
entre a carga normal aplicada e a área da
superfície côncava (calota esférica) após a
retirada da força.
Dureza Brinell
Dureza Brinell
• De acordo com a equação, sabemos que a dureza
corresponde a uma tensão, o que permite
estabelecer relações entre dureza e outras
propriedades mecânicas dos materiais, conforme
será apresentado adiante.
D: diâmetro do penetrador (mm); d: diâmetro médio
da impressão (mm); P: carga (N);
Dureza Brinell
• Na utilização do ensaio, a aplicação da relação que
calcula HB é desnecessária, pois existem tabelas
preparadas para fornecer o valor da dureza
Brinell a partir do diâmetro médio da
impressão formada.
• Embora a dureza Brinell expresse unidades de
carga/área, é prática usual a utilização apenas do
número representativo da dureza, seguido do
símbolo HB.
Dureza Brinell
• É também prática usual (NBR NM187-1) utilizar as
notações HBS, no caso de se utilizar esfera de aço,
e HBW no caso de se utilizar esfera de carboneto
de tungstênio. A escolha é dependente da faixa
de dureza do material a ser submetido ao ensaio.
• Tanto a carga quanto o diâmetro da esfera
dependem do material, devendo tais parâmetros
se adequar ao tamanho, à espessura e à estrutura
interna do corpo de prova.
Dureza Brinell
• A escolha da carga dependerá do material a ser
ensaiado, e para isso foi adotado o grau de carga
ou constante do material, que garante que seja
mantido mantido o ângulo de 136° entre as
tangentes da calota esférica da impressão. Essa
condição é atendida desde que o grau de carga seja
constante, ou:
Dureza Brinell
Dureza Brinell
Dureza Brinell
Dureza Brinell
DUREZA BRINELL PADRONIZADA: 85 HB (tempo: 10 a 
15 segundos)
DUREZA BRINELL NÃO PADRONIZADA: 85 HB 
10/1000/30 (diâmetro/carga/tempo)
Dureza Brinell
• O diâmetro da impressão formada deve ser
medido por um microscópio ou lupa graduada com
precisão de 0,01 mm e por duas leituras, uma a
90° da outra, para minimizar leituras errôneas e
resultados imprecisos. De acordo com a norma
ASTM E-10:2007A, a maior diferença admissível
entre os diâmetros é 0,1 mm.
Dureza Brinell
Informações adicionais sobre o ensaio:
• Devido ao tamanho da impressão formada, o
ensaio pode ser considerado destrutivo.
• O penetrador deve ser polido e isento de
defeitos superficiais, e o corpo de prova deve
estar liso e isento de substâncias como óxidos,
carepas, sujeiras e óleos; a superfície também
deve ser plana, normal ao eixo de aplicação da
carga, e bem apoiada sobre o suporte, evitando
deslocamentos durante o ensaio.
Dureza Brinell
• Como a impressão formada abrange uma área
maior que a formada pelos outros ensaios, o
ensaio de dureza Brinell é o único indicado para
materiais com estrutura interna não uniforme.
Por outro lado, o grande tamanho de impressão
pode limitar o uso em peças pequenas.
• O ensaio de dureza Brinell não é adequado para
caracterizar peças que tenham sofrido
tratamentos superficiais, como cementação,
nitretação, e outros, pois a penetração pode
ultrapassar a camada tratada e gerar erros.
Dureza Brinell
Dureza Brinell
Dureza Brinell
Dureza Brinell
Dureza Brinell
Correlação entre dureza Brinell e LRT:
• A existência de relações que permitam converter
dureza em tensão é útil em situações em que é
necessária uma estimativa da resistência de um
material e não se dispõe de uma máquina de
ensaio de tração e vice-versa.
Onde α é uma constante experimental.
Dureza Brinell
• Para dureza Brinell
maior que 380, a
relação não deve ser
aplicada, pois a dureza
passa a crescer mais
rapidamente que o LRT.
Dureza Brinell
Dureza Brinell
RESUMO
- Usado para metais não ferrosos, ferros 
fundidos, e aços não temperados (não pode ser 
usado em aços muito duros, esfera é de aço 
também);
- Pode ser usado em metais com estrutura 
interna não uniforme;
- Equipamento de fácil operação;
- Sujeito a erro de recuperação elástica, quanto 
mais duro o material, maior o erro;
DUREZA ROCKWELL
o Ensaios dos Materiais, Amauri Garcia, 2ª ed., CAP 4.
• Trata-se do ensaio mais utilizado
internacionalmente. O ensaio recebeu esse nome
pelo fato de a sua proposta ter sido feita pela
indústria Rockwell, em 1922.
• Esse tipo de ensaio utiliza-se da profundidade da
impressão causada por um penetrador sob ação de
uma carga aplicada em dois estágios como
indicador da medida de dureza, e não há relaçãocom a área de impressão e sim com a
profundidade
Dureza Rockwell
• A dureza Rockwell pode ser classificada como
comum ou superficial, dependendo da pré-carga
e carga aplicadas.
• O penetrador tanto pode ser um diamante
esferocônico com ângulo de 120° e ponta
ligeiramente arredondada como uma esfera de
aço endurecido ou carboneto de tungstênio,
geralmente com diâmetro de 1,59 mm (1/16’’) ,
existindo também em outros diâmetros.
Dureza Rockwell
• Atualmente, a norma ASTM E18:2007 só admite a
utilização de esferas de carboneto de tungstênio,
recomendando as esferas de aço somente no caso de
medições em filmes finos e materiais extremamente
macios.
• A aplicação da pré-carga é necessária para
eliminar a ação de eventuais defeitos superficiais e
ajudar na fixação do corpo de prova no suporte, além
de causar pequena deformação permanente,
eliminando erros causados pela recuperação do
material devido à deformação elástica.
Dureza Rockwell
Dureza Rockwell
Dureza Rockwell
• A profundidade de penetração (p) é
correlacionada, pela máquina de ensaio, a um
número arbitrário, cuja leitura é feita
diretamente na escala do equipamento, após a
retirada da carga principal, mantendo-se
entretanto a carga inicial ou a pré-carga.
Dureza Rockwell
• Como o método utiliza vários penetradores e
cargas, este é dividido em escalas dependendo das
combinações, podendo-se citar B, C, A, D, E, F, G, H,
K, L, M, P, R, S e V como comuns e 15N ou 15T,
30N ou 30T e 45N ou 45T como superficiais.
• O número de dureza Rockwell é sempre
designado pelo símbolo HR seguido da escala
utilizada, precedidos do valor numérico.
Dureza Rockwell
Dureza Rockwell
Escala Penetrador Carga (Kgf) Leitura Aplicações Validade
C DIAMANTE 150 VERMELHA MATERIAIS 
DUROS 20-77
D DIAMANTE 100 VERMELHA
AÇOS DUROS 
COM PEQUENA 
ESPESSURA
40-77
A DIAMANTE 60 VERMELHA
AÇOS COM 
TÊMPERA 
SUPERFICIAL
20-88
B Esfera 1,59 mm 100 PRETA AÇOS E FF 20-100
F Esfera 1,59 mm 60 PRETA LIGAS DE 
COBRE 60-100
G Esfera 1,59 mm 150 PRETA FF MALEÁVEIS 30-94
• Basicamente, o procedimento do ensaio consiste
de:
1) Escolha da escala (penetrador e cargas);
2) Aplicação de pré-carga;
3) Aplicação da carga principal por período
específico;
4) Retirada da carga principal e manutenção da pré-
carga;
5) Leitura da medida.
Dureza Rockwell
• Deve-se realizar o ensaio em materiais
desconhecidos partindo de escalas mais altas
(penetrador de diamante) para evitar danos no
penetrador, seguido posteriormente de escalas
mais baixas (penetrador de esfera).
• Não deve ocorrer impacto na aplicação das
cargas.
• O tempo de aplicação da pré-carga deve ser menor
que 3 segundos, sendo recomendados períodos de
4 a 8 segundos para aplicação da carga total
durante aproximadamente 4 segundos.
Dureza Rockwell
• Deve-se respeitar o espaçamento entre
impressões citado em norma.
• Na realização do ensaio, recomenda-se que a
espessura do corpo de prova seja no mínimo 10x
maior que a profundidade de impressão.
Dureza Rockwell
Dureza Rockwell
Para verificação de existência de camadas superficiais ou recobrimentos em materiais cujo
histórico não se conhece, recomenda-se a realização de medidas em pelo menos duas
escalas consecutivas com cargas menores, certificando a equivalência. A figura acima
ilustra o procedimento, consistindo em testes de equivalência até se encontrar a mesma.
Dureza Rockwell
Para medições em superfícies
cilíndricas convexas e esféricas, as
correções são dadas pela tabela ao lado,
que corresponde a escala que emprega
penetrador de diamante.
• Com base nos valores de dureza Rockwell, pode-se
determinar a profundidade de penetração (h)
conforme as equações seguintes:
Penetrador de diamante:
Comum: h = (100-HR).0,002 [mm]
Superficial: h = (100-HR).0,001 [mm]
Penetrador esférico:
Comum: h = (130-HR).0,002 [mm]
Superficial: h = (130-HR).0,001 [mm]
Dureza Rockwell
• A dureza Rockwell é definida por uma relação do
tipo:
• ଵ e ଶ são constantes que dependem da escala Rockwell; é a
variação de profundidade; ଶ profundidade da penetração com a carga
total; ଵ profundidade da penetração com a carga inicial (pré-carga).
Para converter dureza Rockwell em dureza Brinell:
Dureza Rockwell
Dureza Rockwell
Vantagens do ensaio Rockwell em relação ao
Brinell:
• Rapidez de execução, com tempo aproximado de
1 minuto;
• Aplicável em todos os materiais, dos mais duros
até os mais macios;
• Maior exatidão e isenção de erros, já que não
exige leitura do tamanho da impressão.
• Não requer experiência do operador;
Dureza Rockwell
• Pequeno tamanho de impressão, onde em
alguns casos os componentes podem ser testados
sem danos;
• Permite a determinação de durezas
superficiais com pequena profundidade de
penetração.
Dureza Rockwell
DUREZA VICKERS
o Ensaios dos Materiais, Amauri Garcia, 2ª ed., CAP 4.
• Esse ensaio, introduzido em 1925, recebeu o nome
Vickers porque foi a companhia Vickers-
Armstrong que fabricou as máquinas para operar
esse tipo de dureza.
• Esse método é similar ao ensaio de dureza Brinell,
pois também relaciona carga aplicada a área
superficial da impressão.
Dureza Vickers
• O penetrador padronizado é uma pirâmide de
diamante de base quadrada e com um ângulo de
136° entre faces opostas. Esse ângulo foi escolhido
em função de sua proximidade com o ângulo
formado no ensaio Brinell entre duas linhas
tangentes às bordas da impressão e que partem do
fundo dessa impressão.
Dureza Vickers
• O ensaio é aplicável a todos materiais metálicos
com quaisquer durezas, especialmente materiais
muito duros, ou corpos de provas muito finos,
pequenos e irregulares, sendo por isso conhecido
como ensaio universal.
Dureza Vickers
Dureza Vickers
Dureza Vickers
• A forma da impressão depois de retirada a carga é
a de um losango regular, cujas diagonais devem
ser medidas por um microscópio acoplado a
máquina-teste e a média dessas duas medidas é
usada para determinação da dureza Vickers.
• ‘P’ é a carga em [N] e ‘d’ é o comprimento da
diagonal da impressão [mm].
Dureza Vickers
• Na prática, a aplicação da relação que calcula HV é
desnecessária, já que existem tabelas que
fornecem o valor da dureza Vickers a partir das
leituras das diagonais da impressão formada.
• Nesse ensaio, as cargas podem variar de 1 gf até
100 kgf, de acordo com o material que passará
pelo ensaio.
Dureza Vickers
• As cargas são escolhidas de tal forma que a
impressão gerada no ensaio seja
suficientemente nítida para permitir uma boa
leitura das diagonais, que deverão estar
compreendidas entre limites de 0,011 mm e 1,999
mm (NBR NM-188-1).
• Como o penetrador é indeformável, a dureza
obtida independe (acima de 1 kgf) da carga
utilizada, devendo, se o material for homogêneo,
apresentar o mesmo número representativo da
dureza para diferentes cargas.
Dureza Vickers
• A designação da dureza é formada pelo valor da
dureza seguido do símbolo HV e da carga
aplicada e pelo tempo de aplicação da carga se
este for diferente dos previstos em normas (10 a
15 segundos para materiais duros, 30 a 60
segundos para materiais moles)
Dureza Vickers
Informações adicionais sobre o ensaio de dureza
Vickers:
• O método apresenta escala contínua de carga,
geralmente de 1 kgf a 120 kgf.
• As impressões são extremamente pequenas e
pouco profundas.
• Deformação nula no penetrador.
• O método apresenta escala única de dureza.
• Aplica-se a um amplo espectro de materiais.
Dureza Vickers
• É de utilização industrial limitada, em função da
demora do ensaio, e de utilização ampla em
pesquisa.
• Exige cuidadosa preparação do corpo de prova
para o caso de ensaio com microcarga.
• Aplica-se a qualquer espessura do corpo de
prova, desde que não haja ocorrência de
deformação no lado oposto ao da superfície
ensaiada.
Dureza Vickers
Dureza Vickers
Dureza Vickers
MICRODUREZA
o Ensaios dos Materiais, Amauri Garcia, 2ª ed., CAP 4.
• Em algumas situações práticas, ocorre a
necessidade de determinação de dureza de
pequenas áreas docorpo de prova.
• Um exemplo disso é o ensaio de dureza
individual de microconstituintes de um
determinado material, como ferrita e austenita em
ligas de aço.
Microdureza
• O ensaio de mcirodureza produz uma impressão
microscópica e se utiliza de penetradores de
diamante e cargas menores que 1 kgf. Os métodos
mais utilizados são microdureza Vickers e
microdureza Knoop.
• Para microdureza Vickers, o penetrador é o
mesmo empregado nos ensaios comuns, e o
valor de dureza HV será dado pela relação entre
força aplicada e a área da superfície da marca
permanente.
Microdureza
Microdureza
Microdureza
Microdureza
• A microdureza Knoop, proposta em 1939, utiliza
um penetrador de diamante na forma de uma
pirâmide alongada, com ângulos de 172°30’ e
130° entre faces opostas, que provoca uma
impressão no local onde a diagonal maior e a
diagonal menor apresentam uma relação de 7:1.
Microdureza
• A microdureza Knoop é calculada dividindo a
força aplicada pela área projetada da
impressão, dada por:
• ‘P’ é a carga em [N] e ‘l’ é o comprimento da
diagonal maior em [mm].
• Ao indicar a dureza, o valor calculado deve ser
multiplicado por 1000 para compatibilizá-lo com a
grandeza das demais durezas
Microdureza
• A área da impressão obtida no ensaio Knoop é
cerca de 15% da área correspondente no ensaio
Vickers, enquanto a profundidade da impressão
é menor que a metade.
• O ensaio Knoop permite a determinação de
dureza de materiais frágeis, como vidro e de
camadas finas como películas de tinta ou camadas
eletrodepositadas.
Microdureza
• As distâncias mínimas recomendadas para as
impressões são de 2,5x a diagonal menor para
impressões paralelas ao eixo maior, 2x a diagonal
maior para impressões alinhadas no eixo maior, e
uma distância de 1x a diagonal maior para a borda
da peça.
• Os ensaios de microdureza requerem
preparação cuidadosa do corpo de prova, e são
recomendáveis o polimento eletrolítico da
superfície de análise e o embutimento da amostra
em baquelite.
Microdureza
Microdureza
• Para o caso de materiais cerâmicos, os ensaios de
microdureza Vickers e Knoop são realizados no
intuito de associar os seus resultados às
características como resistência ao desgaste,
abrasão, corte e principalmente a porosidade e a
densificação.
Microdureza
Microdureza
Microdureza
Resumo durezas
DUREZA SHORE PARA POLÍMEROS
o Ensaios dos Materiais, Amauri Garcia, 2ª ed., CAP 4.
• Uma variação do método inicialmente proposto
para a dureza por rebote é a dureza Shore para
materiais poliméricos como plásticos,
elastômeros e borrachas.
• A medida da dureza é dada pela resistência que o
material oferece à penetração de um
penetrador padronizado sob uma carga de
compressão específica inversamente relacionada
à profundidade de penetração e diretamente
dependente do módulo de elasticidade e da
viscoelasticidade do material.
Dureza Shore para polímeros
• Dentre as diversas escalas existentes, as duas que
mais se destacam em utilização são as escalas
Shore A (materiais moles) e Shore D (materiais
duros).
• Em relação ao tipo de penetrador, o método Shore
A utiliza um penetrador com uma base plana, e
o método Shore D emprega penetrador com um
formado pontiagudo.
Dureza Shore para polímeros
Dureza Shore para polímeros
• O princípio do método é bem simples: a escala
varia de 0 a 100; se o penetrador penetra
completamente no material, a leitura obtida é
zero; se não ocorrer penetração a leitura é 100,
sendo as leituras adimensionais. O resultado do
ensaio é apresentado diretamente no indicador do
durômetro e está diretamente relacionado com
a profundidade de penetração na ponta da
medição.
Dureza Shore para polímeros
Exercícios!
EXERCÍCIOS DUREZA CADERNO
Pag 34 Q47
Pag 125 Q30