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APOSTILA DO LABORATORIO DE PROPRIEDADES MEC 160315

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pode ser de 1, 2, 3, 4, 5, 10, 
20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 kgf A mudança da carga é necessária para se 
obter uma impressão regular, sem deformação o visor da máquina; isso 
depende, naturalmente, da dureza do material que se está ensaiando, como no 
caso da dureza Brinell. A forma da impressão é um losango regular, ou seja, 
quadrada, e pela média L das suas diagonais, tem-se, conforme a equações 
apresentadas a seguir. 
90 
 
𝐻𝑉 = 
𝐹
𝐴𝑠
 
Equação 71 
𝐻𝑉 = 
2𝑄 sin
136
2
𝐿2
 
Equação 72 
Simplificando a equação 72, obtemos a Equação 73. 
𝐻𝑉 = 
1,8544𝑄
𝐿2
 
Equação 73 
Onde: 
F é a carga 
As é a área da superfície piramidal. 
A Figura 78 mostra a medição de dureza Vickers em durômetro do LPM. 
 
Figura 78 Medição de dureza Vickers. 
Como F é dado em kgf ou N e L em mm, a dimensão da dureza Vickers 
é N/mm² ou kgf/mm². Esse tipo de dureza fornece, assim, uma escala contínua 
de dureza (de HV = 5 até HV = 1 000 kgf/mm²) para cada carga usada. 
Entretanto, para cargas muito pequenas, a dureza Vickers pode variar de uma 
carga para outra, sendo então necessário mencionar a carga usada toda vez 
que se ensaiar um metal. 
A área deve ser medida com precisão, e para esse fim, pode existir um 
microscópio acoplado à máquina para a determinação das diagonais, L, com 
91 
 
grande precisão, cerca de 1 mícron. A carga é aplicada levemente na 
superfície plana da amostra, por meio de um pistão movido por uma alavanca e 
é mantida durante cerca de 20 segundos, depois do qual é retirada e o 
microscópio é movido manualmente até que se focalize a impressão. 
As principais vantagens do método Vickers são: 
1) escala contínua; 
2) impressões extremamente pequenas que não inutilizam a peça; 
3) grande precisão de medida; 
4) deformação nula do penetrador; 
5) existência de apenas uma escala de dureza; 
6) aplicação para toda a gama de durezas encontradas nos diversos materiais; 
7) aplicação em qualquer espessura de material, podendo, portanto medir 
também durezas superficiais. 
As limitações do ensaio de dureza Vickers são: 
Como no caso da dureza Brinell, as impressões Vickers podem 
ocasionar erros, quando as impressões não apresentam seus lados retos. 
Pode ocorrer em metais muito moles e é devido ao afundamento do metal em 
torno das faces do penetrador. 
Outro caso é encontrado em metais encruados, nos quais e o erro é 
causado por uma “aderência” do metal em volta das faces do penetrador e a 
amostra, portanto, um valor de L menor que o real, informando assim, uma 
dureza maior que a verdadeira. O abaulamento depende da orientação dos 
grãos cristalinos com relação às diagonais da impressão. As correções 
necessárias para essas anomalias podem fazer variar a dureza de até 10% em 
casos especiais. 
Em metais com grande anisotropia, obtêm-se impressões de formato de 
losango irregular, de modo que os valores de L medidos a 90º um do outro 
diferem mais que o permitido, sendo, portanto necessário tomar a média 
desses valores, a qual também não deixa de ser um valor aproximado e que 
deve ser usado com reservas. 
A lei de Meyer também pode ser aplicada para o caso de penetrador 
piramidal. Os mesmos estudos de Tabor e outros para metais “ideais” 
verificaram que, no caso da dureza Vickers, pode-se aproximar a relação: 
𝐻𝑉 ≡ 3𝜎𝑒 
Equação 74 
Como a geometria do penetrador é conhecida, pode-se analisar o corte 
indicado na Figura 79, onde o plano de corte contém a altura da pirâmide e seu 
apótema, chegando-se a: 
92 
 
ℎ cos 𝛼 = 
𝑎
2
→ ℎ =
𝑎
2 cos 𝛼
=
𝑑
2√2 cos 𝛼
 
Equação 75 
 
Figura 79 Geometria da região penetrada no corpo de prova. (não encontrei) 
A área de contato (As) do penetrador com o corpo de prova coincide 
com a área lateral como se mostra na Figura 80. 
 
Figura 80- Corte na região penetrada no corpo de prova contendo o apótema (h) e a altura da 
pirâmide (H). 
Da pirâmide têm-se: 
𝐴𝑠 =
4𝑎ℎ
2
= 
4𝑑2
4√2√2 cos 𝛼
 
𝐴𝑠 = 2
𝑑2
4 cos 𝛼
= 
𝑑2
2 cos 𝛼
 
𝐴𝑠 =
𝑑2
2 cos 220
= 
𝑑2
1,8544
 
Equação 76 
Logo se obtém a expressão: 
93 
 
𝐻𝑉 = 
𝐹
𝐴𝑠
= 
1,8544𝐹
𝑑2
 
Equação 77 
Neste método, ao contrário do que ocorre no Brinell, as cargas podem 
ser de qualquer valor, pois as impressões são sempre proporcionais à carga, 
para um mesmo material. Para cargas muito altas (acima de 120 kgf), em vez 
do penetrador de pirâmide de diamante pode-se também usar esferas de aço 
temperado de 1 ou 2 mm de diâmetro na mesma máquina. 
Por ser dependente da área a escala Vickers varia rapidamente quando 
comparada com a Rockwell, por exemplo: 68 HRC 940 HV e 60 HRC 697 HV 
como se observa na Erro! Fonte de referência não encontrada.. O ensaio 
Vickers fornece uma escala contínua de dureza, medindo todas as gamas de 
valores de dureza numa única escala. As impressões são extremamente 
pequenas e, na maioria dos casos, não inutilizam as peças, mesmo as 
acabadas. O penetrador, por ser de diamante, é praticamente indeformável. 
As escalas de dureza utilizadas para materiais cerâmicos e metais 
endurecidos são a Knoop (este tipo de dureza será explicado em item 
posterior) e a Vickers. Uma das características importantes das ferramentas de 
cerâmica para usinagem é a sua dureza à quente com se observa na Figura 
81. 
 
Figura 81 Variação da dureza a quente de ferramentas de usinagem. 
94 
 
Tabela 10 Escalas das diferentes durezas. site 
 
 
 
 
95 
 
4.5 Dureza Shore 
Em 1907, Shore propôs uma medida de dureza por choque que mede a 
altura do ressalto (rebote) de um peso que cai livremente até bater na 
superfície lisa e plana de um corpo de prova. Essa altura de ressalto mede a 
perda da energia cinética do peso, absorvida pelo corpo de prova. Esse 
método é conhecido por dureza escleroscópica ou dureza de Shore. 
A dureza Shore foi introduzida para ensaios em aços endurecidos, onde 
o método Brinell não podia ser usado por danificar a esfera penetradora. Ele 
utiliza um martelo de aço em forma de uma barra com uma ponta arredondada 
de diamante, que cai de certa altura dentro de um tubo de vidro graduado de 0 
a 140. A altura de ressalto após o choque é tomada como a dureza do material, 
sendo medida por um ponteiro que indica essa altura de queda e o diâmetro da 
ponta de diamante dependem de cada fabricante, mas todos os aparelhos 
Shore indicam sempre a mesma dureza para um mesmo material. 
O número de dureza lido é um número relativo e serve somente para 
comparação de materiais. Entretanto, verificou-se que um valor de dureza 
Shore de 75 corresponde aproximadamente a uma dureza Brinell de 440, 
segundo outros autores, para uma dureza Brinell de 440, a dureza Shore é de 
aproximadamente 63. A impressão Shore é pequena e serve para medir 
durezas de peças já acabadas ou usinadas. 
A máquina Shore é leve, portátil e pode, portanto, ser adaptada em 
qualquer lugar, podendo com isso, medir a dureza de peças muito grandes, 
impossíveis de serem colocadas nas máquinas de dureza por penetração, 
como por exemplo, cilindros de laminação. Se a fixação do corpo de prova é 
bem feita, a variação de dureza Shore é pequena. 
O tubo graduado deve ser colocado bem na vertical. É de praxe fazer-se 
pelo menos cinco medidas de dureza em pontos diversos do material para 
garantir bem o resultado. A dureza Shore não pode ser efetuada em peças 
muito finas, que possam mascarar a medida da altura do rebote, porque nesse 
caso o próprio apoio da peça a ser medida age como absorvedor de energia. 
Superfícies não lisas de corpos de prova