Aula prática 1 Dureza de Rockwell

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Roteiro de Aula Prática — Ensaio de Dureza Rockwell 
Materiais de Construção Mecânica 
Professor Lucas Fré 
 
1. Introdução 
A dureza é uma propriedade mecânica relacionada à resistência que um material 
apresenta à deformação plástica localizada. Em termos práticos, materiais mais duros 
apresentam maior resistência à penetração, ao risco e, frequentemente, ao desgaste. 
Existem diferentes métodos para determinar a dureza dos materiais, entre eles os ensaios 
Brinell, Vickers e Rockwell. Nesta aula será utilizado o ensaio de dureza Rockwell, um 
método amplamente empregado na caracterização de metais devido à sua rapidez e 
facilidade de execução. 
No ensaio Rockwell, a dureza é determinada a partir da profundidade de penetração de 
um penetrador no material. Diferentemente de métodos nos quais é necessário medir 
visualmente o tamanho da impressão, no Rockwell o equipamento realiza diretamente a 
leitura da dureza na escala correspondente. 
O princípio do ensaio 
O ensaio utiliza duas etapas principais de aplicação de carga: 
 Pré-carga 
 Carga maior 
Inicialmente, o penetrador é colocado em contato com a superfície da amostra e aplica-se 
uma pequena carga denominada pré-carga ou carga menor. 
A pré-carga possui duas funções importantes: 
 estabelecer um contato adequado entre o penetrador e a superfície da amostra; 
 reduzir a influência de pequenas irregularidades superficiais e garantir uma 
referência para a medição da profundidade de penetração. 
Após a aplicação da pré-carga, uma carga adicional é aplicada ao penetrador. Quando essa 
carga é retirada, permanece uma deformação permanente na superfície da amostra. O 
equipamento determina a dureza a partir da profundidade residual de penetração. 
1.2 Pré-carga 
No ensaio Rockwell convencional, a pré-carga normalmente utilizada é de: 
10 kgf 
A carga total aplicada depende da escala Rockwell escolhida. 
Por exemplo, na escala Rockwell C (HRC): 
 pré-carga = 10 kgf 
 carga adicional = 140 kgf 
 carga total = 150 kgf 
A escolha da escala depende principalmente da dureza e do tipo de material analisado. 
 
Penetradores utilizados no ensaio Rockwell 
O ensaio Rockwell pode utilizar diferentes tipos de penetradores. 
Penetrador de diamante 
É utilizado um penetrador de diamante, geralmente com geometria de cone de diamante, 
conhecido como penetrador Brale. 
É empregado principalmente para materiais de maior dureza. 
Um exemplo importante é a escala: 
Penetradores esféricos 
Também podem ser utilizados penetradores esféricos, normalmente constituídos por 
esferas de aço endurecido ou carboneto de tungstênio, dependendo do equipamento e da 
escala. 
São utilizados para materiais relativamente mais macios, como determinados aços de 
baixo carbono, ligas de cobre e outros metais. 
Exemplos incluem as escalas: 
 HRB 
Rockwell B — HRB 
 Penetrador: cone de diamante 
 Pré-carga: 10 kgf 
 Carga total: 100 kgf 
Essa escala é bastante utilizada para aços mais maleáveis. 
2. Objetivos 
Ao final da atividade, espera-se que os alunos sejam capazes de: 
1. Compreender o conceito de dureza. 
2. Compreender o princípio de funcionamento do ensaio Rockwell. 
3. Identificar a função da pré-carga. 
4. Reconhecer os principais tipos de penetradores utilizados no ensaio Rockwell. 
5. Compreender a importância da escolha da escala de dureza. 
6. Analisar os resultados obtidos experimentalmente. 
7. Calcular a média dos valores de dureza. 
8. Determinar uma medida simples de desvio Padrão dos resultados. 
9. Comparar a dureza dos diferentes aços. 
10. Relacionar a dureza observada com a composição química e o tratamento 
térmico. 
3. Procedimento experimental 
O procedimento será realizado pelo professor. Os alunos deverão acompanhar a 
execução, registrar os valores obtidos e posteriormente realizar o tratamento dos 
dados. 
Etapa 1 — Preparação 
1. Identificar os corpos de prova. 
2. Verificar se as superfícies estão limpas, secas e adequadamente preparadas. 
3. Selecionar a escala Rockwell apropriada ao material. 
4. Instalar o penetrador correspondente. 
Etapa 2 — Posicionamento 
1. Posicionar o corpo de prova sobre a mesa do durômetro. 
2. Ajustar a altura da mesa até que o penetrador esteja corretamente posicionado. 
3. Aplicar a pré-carga. 
Etapa 3 — Aplicação da carga 
4. Após a aplicação da pré-carga, aplicar a carga principal. 
5. Manter a carga pelo tempo determinado pelo equipamento/procedimento. 
6. Retirar a carga principal, mantendo a pré-carga. 
7. Realizar a leitura da dureza indicada pelo equipamento. 
 
4. Registro 
 
MATERIAL MEDIÇÃO 1 MEDIÇÃO 2 MEDIÇÃO 3 
AÇO 1015 
 
 
AÇO 1020 TEMPERADO 
 
 
AÇO 1060 
 
 
 
5. Questões para o relatório 
Questão 1. O que é dureza e o que o ensaio Rockwell mede para determinar essa 
propriedade? 
Questão 2. Qual é a função da pré-carga no ensaio Rockwell? Por que ela é 
importante para a obtenção de resultados confiáveis? 
Questão 3. Qual a diferença entre um penetrador de diamante e um penetrador 
esférico? Em quais situações cada um pode ser utilizado? 
Questão 4. Compare os valores médios de dureza dos três aços. Qual material 
apresentou a maior dureza? O resultado está de acordo com o esperado 
considerando a composição dos aços e o tratamento térmico realizado? Justifique. 
Questão 5. Qual dos materiais apresentou maior dispersão nos resultados? O que 
o desvio padrão encontrado pode indicar sobre a repetibilidade das medições? 
Questão 6. Explique como o tratamento de têmpera pode modificar a 
microestrutura do aço e, consequentemente, sua dureza. 
Questão 7. Se duas amostras apresentam médias de dureza diferentes, mas seus 
desvios padrão são elevados, quais cuidados devem ser tomados antes de afirmar 
que existe uma diferença significativa entre os materiais?