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Tecnologia Mecânica II
Prof. Hamilton Funes Junior
email: hamilton.funes@facens.br
2°Semestre / 2015
Aula - 01 Módulo II
Ensaio de Dureza
Sumário
1. Definição de dureza 
2. Porque realizar o ensaio de dureza
3. Ensaio de dureza
4. Padronização dos ensaios
5. Fatores que influenciam a dureza
6. Durômetros
6. Classificação dos ensaios
7. Métodos de medição de dureza
8. Seleção dos ensaios
Introdução
O que é dureza?
• Dureza é uma propriedade mecânica que mede a
resistência de um material a uma deformação plástica
localizada. O termo dureza também pode ser associado
a resistência à flexão, risco abrasão ou corte.
Introdução
• Muitos materiais quando, estão em serviço, estão
sujeitos a forças ou cargas: um exemplo é a liga de
alumínio a partir da qual a asa de um avião é construída
e o aço no eixo de um automóvel.
• Em tais situações, torna-se necessário conhecer as
características do material e projetar o membro do qual
ele é feito, de tal maneira que qualquer deformação
resultante não seja excessiva e não ocorra a fratura.
Introdução
Estrutura Metálica
Asa de Avião
Eixo de Automóveis
Introdução
Porque devemos realizar o ensaio de dureza?
• Conhecimento da resistência ao desgaste;
• Controle de qualidade de tratamentos térmicos e
termoquímicos;
• Controle de qualidade em processos de conformação
plástica, soldagem dentre outros.
Ensaio de Dureza
• O ensaio de dureza consiste na impressão de uma
pequena carga feita na superfície do material pela
aplicação de pressão com uma ponta de penetração.
Ensaio de Dureza
O ensaio de dureza é amplamente utilizado na
indústria de:
• Componentes mecânicos;
• Tratamentos superficiais;
• Vidros e laminados.
Fornecem dados quantitativos das características
de resistência à deformação permanente das peças
produzidas.
Penetradores Padronizados
• Os penetradores utilizados nos ensaios de dureza são
padronizados conforme tipo.
Fatores que Influenciam a Dureza
• A dureza de um material depende diretamente das forças
de ligações entre átomos íons ou moléculas, assim como
da resistência mecânica.
• Nos sólidos moleculares, como os plásticos, as forças
atuantes entre as moléculas são baixas e eles são
macios.
Fatores que Influenciam a Dureza
• Nos sólidos moleculares, como os plásticos, as forças
atuantes entre as moléculas são baixas e eles são
macios.
• Os sólidos metálicos e iônicos, devido a natureza mais
intensa das forças de ligação, são mais duros, enquanto
os sólidos de ligação covalente são os mais conhecidos
de maior dureza.
• A dureza dos metais pode também ser aumentada por
tratamentos especiais, como adição de soluto, trabalho
a frio, endurecimento por precipitação ou tratamentos
térmicos específicos.
Equipamentos de Medição de Dureza
• As máquinas que realizam a medição de dureza nos
laboratórios são denominadas durômetros, podendo ter
finalidades específicas para cada um dos métodos,
Brinell, Rockwell e Vickers.
• Durômetros universal permitem a execução de ensaios
pelos três métodos.
Métodos de Dureza
Os métodos utilizados para a medição de dureza
nos materiais são:
• Risco (escala de Mohs)
• Ressalto ou choque (método shore)
• Penetração (Brinell, Vickers e Rockwell). 
Dureza por Risco
Dureza (Mohs)
• Esse método de dureza é pouco utilizado para materiais
metálicos, sua maior utilização é na área de mineralogia.
• A dureza Mohs é a mais conhecida e consiste numa
escala de 10 minerais padrões onde o mais duro é o
diamante e risca todos os demais minerais.
• O mais mole (dureza 1) é o silicato de magnésio (talco),
este não contém condições de riscar nenhum material.
Dureza por Risco
Escala de Mohs
Dureza por Risco
• Um exemplo de avaliação de dureza relativa é o teste da
lima, onde uma lima de material temperado com uma
determinada dureza é friccionada na superfície do
material a ser testado. Caso a lima deslize sobre a
superfície do material sem morder ou riscar o material é
mais duro que a lima. Caso contrário, o material é
menos duro que a lima.
Dureza por Ressalto (Shore)
• A impressão na superfície do material é causada pela
queda livre de um êmbolo com uma ponta padronizada
de diamante;
• O equipamento de dureza shore é leve e portátil, sendo
adequado à determinação de dureza de peças grandes;
• Indicado para a medição de dureza em borrachas,
polímeros e elastômeros.
Ensaio de Dureza por Penetração
Os métodos de medição de dureza por penetração
utilizados nos materiais são:
• Rockwell (metais)
• Brinell (metais)
• Vickers (metais, cerâmicas)
Dureza Rockwell
Ensaio de dureza Rockwell:
• Os testes de medição de dureza Rockwell, são os mais
utilizados, permitem a avaliação de todos os tipos de
metais e ligas desde o mais duro ao mais macio.
• Neste ensaio de dureza utiliza-se a profundidade da
impressão causada por um penetrador sob a ação de uma
carga como indicador da medida de dureza. Não há
relação com a área de impressão.
Dureza Rockwell
Os penetradores incluem esferas de aço endurecidas
de diâmetro:
• 1/16 (1,588 mm)
• 1/8 (3,175 mm)
• 1/4 (6,350 mm)
• 1/2 (12,7 mm)
Um indentador cônico de diamante é utilizado para 
os materiais mais duros.
Dureza Rockwell
• No ensaio de dureza Rockwell, utilizam-se pré carga de
10 kgf e força total de 60 kgf, 100 kgf 150 kgf.
• Para dureza superficial, pré carga de 3 kgf e força total
de 15 kgf, 30 kgf e 45 kgf.
• 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 deformação elástica.
Características técnicas do ensaio de dureza Rockwell:
Dureza Rockwell
• A norma brasileira é a NBR-6671 e a norma
internacional é a ASTM E-18-94.
• O penetrador e o suporte devem estar limpos e bem
assentados.
• Não deve ocorrer impacto na aplicação das cargas.
• O tempo de aplicação da pré carga deverá ser menor
que 3 segundos, sendo recomendados períodos de 1 a
8 segundos para aplicação da carga total
• O espaçamento entre as impressões deve ser no
mínimo 3 vezes o diâmetro da penetração e 2,5 vezes o
diâmetro para a distância da borda para o corpo de
prova.
Características técnicas do ensaio de dureza Rockwell:
Dureza Brinell
Ensaio de dureza Brinell
• O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir uma
esfera de aço temperado ou de carbeto de tungstênio de
diâmetro D contra a superfície do material ensaiado.
22(.).(
.2
.102,0
dDDD
PHB
−−
=
pi
Onde:
D = diâmetro do penetrador (mm)
d = diâmetro da impressão (mm)
Dureza Brinell 
Características técnicas do ensaio de dureza Brinell:
• O penetrador deve ser polido e isento de defeitos na
superfície, e o corpo-de-prova deve estar liso isento de
sujeiras e óleos.
• É o único Indicado para materiais com estrutura interna não
uniforme, como por exemplo o ferro fundido cinzento.
• Não é adequado para caracterizar peças que tenham
sofrido tratamento superficiais, como por exemplo
cementação. A penetração pode ultrapassar a camada
cementada gerando erros no valores.
• A norma brasileira para a realização deste ensaio é a NBR
– 6394, e a norma internacional é a ASTM E10-93.
Dureza Brinell
• O tempo de aplicação da carga é de 10 a 15 segundos,
utilizam-se com maior frequência esferas com diâmetro
de 10 mm;
• Materiais com dureza Brinell de até 450 HB, utiliza-se
uma carga de 3000 kgf.
• Materiais moles, utiliza-se cargas de 500 kgf, para evitar
a formação de uma impressão muito profunda.
• Materiais muito duros (dureza entre 450 e 650 HB)
utiliza-se esfera de carbeto de tungstênio para evitar
deformação na esfera padronizada.
Características técnicas doensaio de dureza Brinell:
Dureza Brinell
Ensaio de Dureza Vickers
• É um método semelhante ao ensaio de dureza Brinell, já
que também relaciona carga aplicada com a área
superficial da impressão. O penetrador padronizado é
uma pirâmide de diamante com base quadrada e com um
ângulo de 136º entre faces opostas.
( )
2
2/..2.102,0
d
senP
HV Θ=
Onde:
P = carga (N)
d = comprimento da diagonal (mm)
ɵ = 136°
Ensaio de Dureza
• A norma brasileira para realização dos ensaio é a NBR-
6672.
• Impressões extremamente pequenas.
• 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 da superfície ensaiada.
Características técnicas do ensaio de dureza Vickers:
Ensaio de Microdureza
• Em algumas situações práticas ocorre a necessidade da
determinação da dureza de pequenas áreas do corpo-
de-prova.
• Superfícies cementadas, tratadas termicamente
(têmpera por indução) e a determinação da dureza
individual de microconstituintes de uma estrutura
metalográfica são alguns exemplos destas situações.
• O ensaio de microdureza produz uma impressão
microscópica e utiliza penetradores de diamante e
cargas menores que 1 kgf.
Ensaio de Microdureza
• Os ensaios de microdureza requerem uma preparação
cuidadosa do corpo-de-prova, e são recomendáveis o
polimento eletrolítico da superfície de análise e o
embutimento da amostra em baquelite.
Ensaio de Microdureza 
Ensaio de Microdureza
Seleção do Método de Ensaio
Os principais fatores a considerar para a correta
seleção dos métodos dos ensaios são:
• Tipo de material a testar: metal, borracha, aspectos de
tamanho de grão etc.
• Forma: tamanho, espessura do corpo etc.
• Dureza estimada: aço endurecido, plástico ou borracha,
a categoria do material;
• Tratamento térmico: profundo, superficial, localizado,
etc.
• Volume de produção: se a medição é por amostragem
ou inspeção;