LAB4 Ensaio de Dureza

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Ensaio de dureza 
 
O que é DUREZA? 
Para mecânica  resistência à penetração de um material duro em outro. 
Para usinagem  é a resistência ao corte de um metal. 
Para mineralogistas  é a resistência ao risco de um material. 
Para metalurgia  dureza  resistência à deformação plástica. 
Assim  material com grande resistência à deformação permanente também terá alta resistência 
ao desgaste, alta resistência ao corte e será difícil de ser riscado  será duro!!!! 
1 Tipos de dureza 
1.1 Dureza ao risco 
Vários materiais podem ser organizados de acordo com a capacidade de riscarem uns aos outros 
 escala de Mohs (1822)  10 minerais agrupados da ordem da capacidade de serem riscados. 
- mais macio  mineral talco  dureza ao risco 1 
- mais duro  diamante  dureza ao risco 10 
Esta escala não é conveniente para os metais!!!!! 
1.2 Dureza dinâmica 
Uma esfera é lançada contra uma superfície e a dureza é expressa como energia de 
impacto.Medidor de dureza Shore mede a dureza dinâmica em função da altura do rebote da bilha. 
1.3 Dureza à penetração 
Para os metais, é uma medida da resistência à deformação plástica ou permanente. 
1.3.1 Dureza Brinell 
Normas Técnicas – ISO 6506 - 1981 / DIN 50134 
Em 1900  J.A. Brinell  O ensaio foi muito aceito, porque permite relacionar o valor de 
dureza com a resistência à tração. 
1.3.2 Dureza Rockwell 
Normas Técnicas - ABNT (NBR NM 146-1) / ISO6508-1:1999 / DIN 50103 / ASTM E-18 
Início do século XX  muitos progressos na determinação da dureza. 
1922  Rockwell  ensaio de dureza com pré-carga. 
Progressos  possibilidade de avaliar a dureza de metais diversos, desde os mais macios até os 
mais duros. Contudo, também apresenta limitações. 
Dureza Rockwell  a mais utilizada no mundo, pelas seguintes razões: 
- rapidez 
- facilidade de execução 
- isenção de erros humanos 
- pequeno tamanho de impressão 
Indentadores utilizados  esférico (aço com elevada dureza) ou cônico (com e de diamante com 
120
o
 de conicidade). 
 
Figura 1 – Esquema representando o ensaio de dureza Rockwell. 
Leitura do valor de dureza Rockwell  diretamente em um registrador. 
Indentador cônico  leitura na escala externa (preta). 
Indentador esférico  leitura na escala interna (vermelha). 
Obs.: O valor indicado na escala do mostrador (dureza Rockwell) corresponde à profundidade 
alcançada pelo penetrador, de forma que uma impressão profunda corresponde a um valor baixo na 
escala e uma impressão rasa corresponde a um valor alto na escala. 
Obs.: O número de dureza Rockwell, ao contrário das dureza Brinell e Vickers, que têm unidades 
de Kgf/mm
2
, é puramente arbitrário. 
A dureza Rockwell é dependente da carga e do penetrador, de forma que se torna necessário 
especificar a combinação que é usada. Isto é feito com uma letra indicativa. A pré-carga é de 10Kgf e 
as cargas possíveis são de 60, 100 e 150Kgf. 
Obs.: As escalas não têm relação entre si, de forma que não faz sentido comparar a dureza de 
materiais submetidos a ensaios de dureza Rockwell, utilizando-se escalas diferentes. O quadro da 
Tabela 2 mostras as principais escalas do método Rockwell. 
A profundidade que o penetrador vai atingir é importante para se definir a espessura mínima do 
corpo de prova, sendo que esta deve ser 17 vezes a profundidade atingida pelo penetrador. 
A profundidade do penetrador (P em mm) não é possível ser medida, mas se pode estimar através 
das seguintes relações: 
P= 0,002 x (100-HR)  diamante 
P= 0,002 x (130-HR)  esférico 
 
Para cada caso, durezas podem variar até 130; entretanto, a medida em que os valores de 
dureza sobem acima de 100 ou caem abaixo de 20 em qualquer escala, elas se tornam imprecisas 
e, porque as escalas têm alguma superposição, numa tal situação é melhor utilizar a próxima 
escala mais dura ou mais mole. 
Podem também resultar imprecisões se a amostra de teste for demasiado fina, se uma 
penetração for feita excessivamente próxima de uma aresta da amostra ou se 2 penetrações forem 
feitas muito próximas entre si. Deve-se deixar pelo menos 3 diâmetros de penetração 
entre uma penetração e a aresta da amostra, ou o centro de uma segunda penetração. Além disso, 
amostras de teste empilhadas uma sobre o topo de uma outra não é recomendado. Também, a 
precisão é dependente da penetração ser feita numa superfície plana e lisa ou não. 
O aparelho moderno para realizar as medições de dureza Rockwell é automatizado e muito 
simples para usar; a dureza é lida diretamente e cada medição requer apenas uns poucos 
segundos. O aparelho moderno de teste também permite uma variação do tempo de aplicação da 
carga. Esta variável deve ser também considerada na interpretação dos dados de dureza. 
 
Desvantagens: 
- Não é uma escala contínua de dureza. Funciona para faixas de dureza. 
- O valor de HR não tem relação com a resistência à tração dos materiais ensaiados. 
Tabela 1 Diferentes escalas de dureza Rockwell. 
 
 
EXPERIMENTO: 
1. Ensaio de Dureza Rockwell – Temperabilidade. 
 
Serão avaliadas as durezas Rockwell C (HRC, penetrador cone de diamante e a carga 
aplicada é de 60 kgf) em um corpo de prova de ensaio Jominy. 
Tabela da Dureza em função da Distância do Topo do corpo de prova de ensaio Jominy. 
 
 
 
2. Ensaio de Dureza Rockwell nas amostras ensaiadas por tração: Aço 
Inoxidável, Alumínio, Aço Carbono e Latão (um material para cada grupo). 
 
A tabela a seguir apresenta os valores estimados de dureza obtidos a partir da dureza 
Vickers medidos em chapas de mesmo lote ensaiados pelos alunos. (pode utilizar como 
referência para comparação e discussão dos resultados). 
 
 
 
3. Relatório (entregar junto com o relatório de ensaio de tração) 
Com base nos resultados da tabela e na observação o encaminhamento do relatório deve 
seguir a sequência: 
1. Capa com nome e número dos componentes do grupo mais o nome de 
“guerra”. 
2. Primeira parte do relatório, apresentar a curva obtida de dureza utilizando 
os corpos de prova de ensaio Jominy. Comparar e discutir o resultado com o 
do aço 1045 fornecido acima. 
3. Discussão: com base em normas de ensaio de dureza, analisar as limitações de se fazer 
ensaios em chapas finas e qual seria o procedimento mais adequado. 
4. Realizar medidas de dureza Rockwell em amostras da chapa metálica recebida (metade 
da chapa do corpo de prova do ensaio de tração). Fazer de 8 a 10 medidas; tirar média e 
desvio padrão das medidas feitas na região não deformada; comparar com valor tabelado 
acima; comparar/discutir com valores obtidos por outros grupos de materiais diferentes. 
Analisar e discutir as medidas de dureza da região deformada.