Capitulo VI Propriedades Mecu00E2nicas dos Metais

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VI – Propriedades Mecânicas dos Metais
Analisador de dureza
Rockwell.
Departamento de Engenharia de Materiais
EM 737- Tecnologia de Ligas Metálicas
Dr. Ivaldo Leão Ferreira
Grupo de Pesquisa em Solidificação 
DEMA-FEM-UNICAMP
6.1 Introdução
� Materiais quando em serviço estão sujeitos a esforços. O
comportamento mecânico do material reflete a sua resposta
ao esforço aplicado.
� As propriedades mecânicas são avaliadas por execução de
experimentos em laboratórios.
� A natureza da carga pode ser: tração, compressão,
cisalhamento e torção.
Propriedades Mecânicas dos Metais
cisalhamento e torção.
� As condições de carregamento dos corpos-de-prova
podem ser constantes ao longo do tempo ou variar
continuamente, assim como as condições ambientes de
ensaio.
6.1 Introdução
� A natureza da carga pode ser: tração, compressão,
cisalhamento e torção.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.1 Introdução
� Os ensaios utilizam corpos-de-prova padronizados
segundo normas de ensaios, tais como ASTM, ABNT, DIN,
etc.
� No Brasil prevalece a ABNT – Associação Brasileira de
Normas Técnicas. Nos EUAs prevalece a ASTM – American
Society for Testing and Materials. Na Alemanha a DIN –
Deutsches Institut für Normung.
Propriedades Mecânicas dos Metais
� A função do engenheiro metalúrgico e de materiais está na
produção e fabricação de materiais para atender as
exigências de serviços conforme previsto por análises de
tensões.
6.2 Conceitos de Tensão Deformação
� Se uma carga é estática, ou se esta se altera de forma
relativamente lenta ao longo do tempo, sendo aplicada
uniformemente sobre uma seção reta do corpo-de-prova, o
comportamento mecânico pode ser analisado por um gráfico
tensão em função da deformação.
� São possíveis três formas de aplicação das cargas: Tração,
compressão e cisalhamento.
Propriedades Mecânicas dos Metais
compressão e cisalhamento.
6.2 Ensaio de Tração
� Definição: Aplicação de uma carga uniaxial de tração em
um corpo-de-prova geralmente cilíndrico e maciço;
Mede-se a variação comprimento como função da aplicação
da carga;
Fornece dados quantitativos e é o ensaio mais amplamente
utilizado;
Sofre influência: Temperatura, velocidade, anisotropia,
Propriedades Mecânicas dos Metais
� Equipamento: Pode ser mecânico ou hidráulico, com uma
parte fixa e outra móvel, responsável pela aplicação de
carga trativa uniaxial. Registra-se σ (tensão) em função de ε
(deformação).
Sofre influência: Temperatura, velocidade, anisotropia,
microestrutura, tratamento térmico, ambiente.
6.2 Ensaio de Tração
l
P
Propriedades Mecânicas dos Metais
P
So
lo
6.2 Ensaio de Tração
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.2 Ensaio de Tração
� Corpo-de-Prova: Geralmente barra cilíndrica; comprimento
lo e diâmetro d0;
50 ±±±±0,1
e
R 12,5
57
12.5 ±±±±0,2
200
62,5 ±±±±0,1
d
R 10
75
12.5 ±±±±0,2
200
Carga: Tensão Convencional de Engenharia;
Propriedades Mecânicas dos Metais
� Carga: Tensão Convencional de Engenharia;
0S
P
C =σ
� Carga: Deformação Convencional de Engenharia;
00
0
l
l
l
ll f
C
∆
=
−
=ε
1 Pa = 1 N/m2 = 10 kgf/mm2
1 MPa = 106 Pa
[adimensional] = [mm/mm]
6.2 Ensaio de Tração
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.2 Ensaio de Compressão
� Definição: Conduzido de forma semelhante ao de tração,
exceto pela força compressiva e que o corpo-de-prova se
contrai ao longo da direção de aplicação da tensão;
As mesmas equações empregadas no ensaio de tração são
utilizadas no ensaio de compressão;
P
=σ 0
lll f ∆
=
−
=ε
Propriedades Mecânicas dos Metais
� A carga compressiva é por definição negativa, o que
produz tensão negativa. As deformações compressivas são
também negativas.
0S
P
C =σ
00
0
l
l
l
ll f
C
∆
=
−
=ε
� Em relação ao ensaio de tração, pouca informação
adicional é obtida. Aplicado a materiais onde ocorre grandes
deformações como em aplicações de fabricação.
6.2 Ensaio de Compressão
� Definição: Conduzido de forma semelhante ao de tração,
exceto pela força compressiva e que o corpo-de-prova se
contrai ao longo da direção de aplicação da tensão;
P
D
Placa
Móvel
P
Trinca e 
Propriedades Mecânicas dos Metais
P
h0h
D0
D ff
Mesa
Corpo
de prova
P
h0hf
Corpo
de prova
Trinca e 
ruptura
6.2 Ensaio de Cisalhamento e Torção
� Definição: Conduzido de forma que a força aplicada é
puramente cisalhante;
� A deformação de cisalhamento γ é definida como a
tangente do ângulo de deformação θ.
Propriedades Mecânicas dos Metais
0S
P
=τ
6.2 Ensaio de Cisalhamento e Torção
� Definição: A torção é uma variação do cisalhamento puro,
onde o componente é torcido e as forças torcionais
produzem um movimento de rotação em torno do eixo
longitudinal.
ττττ
ττττmáx
θθθθ
D = 2R �r
dS ττττ
Propriedades Mecânicas dos Metais
dR
dS
( C )( B )
D = 2R
l
�ττττ
�r
Mt
( A )
ττττ
ττττ
I
r
dSr
r
dSrM
rDr
r
t
ττ
τ === ∫∫
=
= 0
2
2
0
.
6.2 Considerações Geométricas
� Um corpo-de-prova cilíndrico sujeito a uma tensão de
tração σ sendo aplicada paralelamente ao eixo. Considere um
plano p-p’ orientado segundo um ângulo arbitrário θ em
relação ao plano da face na extremidade do corpo-de-prova.
Então sobre o plano p-p’ a tensão não é mais puramente
tração é suas componentes de tração e cisalhamento
segundo a mecânica dos materiais, em termos de σ e θ, logo
Propriedades Mecânicas dos Metais





 +
==′
2
2cos1
cos2
θ
σθσσ






==′
2
2sen
cos.sen
θ
σθθστ
e,
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
� O grau de deformação de um material depende da
magnitude da tensão imposta.
εσ E=
� Para a maioria dos metais a tensão e a deformação são
proporcionais entre si na região elástica, de acordo com a Lei
de Hook,
E – Módulo de Elasticidade ou módulo de Young [GPa ou psi];
Propriedades Mecânicas dos Metais
� A deformação elástica ocorre quando tensão e deformação
são proporcionais não havendo deformação permanente (A).
� No gráfico tensão versus deformação, o coeficiente linear
da curva até o limite onde nenhuma deformação permanente
seja observada é o módulo de elasticidade, E.
� O módulo de elasticidade é uma medida da rigidez ou
resistência do material a deformação elástica.
6.2 Ensaio de Tração
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
� A região elástica – Método do carregamento-
descarregamento
Propriedades Mecânicas dos Metais
� Para um comportamento não-linear, a determinação de
módulo de elasticidade pode ser através dos métodos da
secante, tangente e da histerese mecânica.
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
� Em escala atômica, a deformação elástica macroscópica
se manifesta como pequenas alterações no espaçamento
interatômico.
� Assim, a magnitude do módulo de elasticidade representa
a medida da resistência à separação de átomos adjacentes,
ou força de ligação interatômica.
dF 
Propriedades Mecânicas dos Metais
0rr
dr
dFE
=






∝
Alumínio (B)
Aço (A)
σσσσ
εεεεεεεεA = 0,001 εεεε B = 0,003
σσσσ
210 MPa
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
� Assim, a magnitude do módulo de elasticidade representa
a medida da resistência à separação de átomos adjacentes,
ou força de ligação interatômica.
Força, F 






dr
dF
Propriedades Mecânicas dos Metais
Separação, r
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
MetalMetal TTFF (ºC)(ºC)
MóduloMódulo
de Elasticidadede Elasticidade
(MPa)(MPa)
Chumbo (Pb) 327 14.000
Magnésio (Mg) 650 45.500
Alumínio (Al)660 70.000
Propriedades Mecânicas dos Metais
Prata (Ag) 962 72.000
Ouro (Au) 1064 79.000
Cobre (Cu) 1085 127.000
Níquel (Ni) 1453 209.000
Ferro (Fe) 1538 210.000
Molibdênio (Mo) 2610 304.000
Tungstênio (W) 3410 414.000
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
� Considerações quanto ao Módulo de Elasticidade:
� Quanto maior o módulo de elasticidade maior a
temperatura de fusão;
� Desta forma, oupolímerosmetaiscerâmi EEE >>cos covalentemetálicoiônico EEE >>
� O aumento da temperatura decresce a magnitude do
módulo de elasticidade;
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.3 Deformação Elástica – Tensão x Def
� A tensão e a deformação de cisalhamento são também
proporcionais, podendo ser descrita da forma,
γτ G=
onde, G representa o módulo de cisalhamento ou transversal,
correspondendo a curva tensão-deformação de
cisalhamento.
Propriedades Mecânicas dos Metais
Liga Metálica / Metal Módulo de Elasticidade, E 
[GPa]
Módulo de Cisalhamento, G 
[GPa]
Al 69 25
Cu 110 46
Aço 207 83
Ti 107 45
W 407 160
6.4 Anelasticidade
� A deformação elástica não é independente do tempo;
� Para a maioria dos materiais empregados em engenharia,
existirá uma componente de deformação elástica que é
dependente do tempo;
� A deformação elástica continuará mesmo após o
descarregamento da tensão de tração por um tempo finito
para que o corpo-de-prova retorne ao comprimento inicial;
Propriedades Mecânicas dos Metais
para que o corpo-de-prova retorne ao comprimento inicial;
� A este comportamento dar-se o nome de anelasticidade
devido aos processos microscópicos e atomísticos que
acompanham a deformação;
� Para materiais poliméricos, esta componente é
significativa sendo conhecida por comportamento
viscoelástico.
6.5 Propriedades Elásticas dos Materiais
� Quando uma tensão de tração é imposta numa direção z, o
material deforma-se na direção z e sofre constrição nas
direções laterais x e y como conseqüência.
� Se a tensão aplicada for unilateral e se o material for
isotrópico, εy = εx. O coeficiente de Poisson, define a razão
entre a deformação axial e lateral.
σσσσ
Propriedades Mecânicas dos Metais
σσσσ z
σσσσ z
x
z
y
z
y
z
x
ε
ε
ε
ε
ν −=−=
Para metais : 0,25 a 0,35
Para cerâmicos : 0,20 a 0,30
Para polímeros : 0,30 a 0,50
Valor teórico : 0,25
6.5 Propriedades Elásticas dos Materiais
� Para materiais isotrópicos, os módulos de cisalhamento e
de elasticidade se relacionam pela expressão
( )ν+= 12GE
� Para maioria dos metais,
EG 4,0≅
� Para materiais anisotrópicos, as propriedades elásticas
Propriedades Mecânicas dos Metais
� Para materiais anisotrópicos, as propriedades elásticas
somente são completamente determinadas pela
especificação de diversas constantes devido a variação das
mesmas nas diversas direções cristalográficas.
6.6 Deformação Plástica
� Para maioria dos metais, para deformações além de 0.005,
a tensão não será mais proporcional a deformação,
ocorrendo uma deformação permanente e não recuperável
ou plástica.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.6 Deformação Plástica
� A partir de uma perspectiva atômica, a deformação plástica
corresponde a quebra de ligações com átomos vizinhos
originais com formação em seguida de novas ligações com
novos átomos vizinhos.
Propriedades Mecânicas dos Metais
� Em materiais não-cristalinos, a deformação plástica ocorre
mediante escoamento viscoso.
6.6 Escoamento e Limite de Escoamento
� Projeta-se estruturas e componentes somente dentro da
região elástica.
� Torna-se importante o conhecimento do nível de tensão
onde ocorre o escoamento.
� Alguns metais apresentam transição elastoplástica
gradual, chamado de limite de proporcionalidade.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.6 Escoamento e Limite de Escoamento
� Para certas ligas metálicas este limite pode não ser
determinado com precisão.
� Por convenção, constrói-se uma linha reta paralela a
porção elástica com deformação de 0,002 para metais e ligas
em geral. A intersecção desta linha com a curva tensão-
deformação, caracterizando a tensão limite de escoamento. A
tensão associada é a tensão limite de escoamento.
Propriedades Mecânicas dos Metais
Metais e ligas em geral : n = 0,2 % (εεεε = 0,002)
Cobre e suas ligas: n = 0,5 % (εεεε = 0,005)
Ligas metálicas duras: n = 0,1 % (εεεε = 0,001)
Cerâmicos : n = 0,1 % (εεεε = 0,001)
6.6 Escoamento e Limite de Escoamento
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.6 Limite de Resistência à Tração
� Após o escoamento, a tensão necessária para continuar a
deformação aumenta até um valor máximo, M e então diminui
até a fratura do material no ponto F.
Propriedades Mecânicas dos Metais
Metais Polímeros
� O limite de resistência à tração é a tensão no ponto
máximo da curva tensão-deformação de engenharia.
6.6 Limite de Resistência à Tração
� Na tensão máxima uma constrição ou empescoçamento
começa a se formar no corpo-de-prova.
� A resistência à fratura corresponde a tensão aplicada
quando ocorre a fratura.
Propriedades Mecânicas dos Metais
Metais
6.6 Limite de Resistência à Tração
� Observação: Para fins de projeto de estruturas e
componentes a tensão limite de escoamento é o parâmetro
utilizado.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.6 Ductilidade
� A ductilidade é uma medida do grau de deformação
plástica suportado quando ocorreu a fratura.
� Quanto a ductilidade uma material pode ser considerado
como dúctil ou frágil.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.6 Ductilidade
� A ductilidade pode ser expressa em termos do
alongamento percentual,
100%
0
0
x
l
ll
AL f 




 −
=
onde lf representa o comprimento no momento da fratura.
� A ductilidade também pode ser expressa em termos do
Propriedades Mecânicas dos Metais
� A ductilidade também pode ser expressa em termos do
redução de área percentual,
100%
0
0
x
S
SS
RA f 




 −
=
onde Sf representa a área do corpo-de-prova no momento da
fratura.
OBS.: As magnitudes de AL% e RA% são em geral diferentes.
6.6 Ductilidade
� Também é a medida que uma peça se deforma
plasticamente antes de fraturar, sendo importante em
operações de fabricação (laminação, extrusão, forjamento,
estampagem, etc...).
� Por convenção, materiais frágeis são aqueles que a
deformação de fratura é inferior a 5%.
� A magnitude das tensões limite de escoamento e limite de
Propriedades Mecânicas dos Metais
� A magnitude das tensões limite de escoamento e limite de
resistência à tração diminui com aumento de temperatura. O
módulo de elasticidade é insensível a tratamentos térmicos.
6.6 Ductilidade
� Influência da temperatura sobre a ductilidade (φ), tensão
de escoamento (σe) e tensão última (σu).





 −
=
0
0
S
SS fϕ
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.6 Resiliência
� É a capacidade do material absorver energia quando
deformado elasticamente, e recuperá-la após o
descarregamento.
∫=
e
dU r
ε
εσ
0
� Para uma região elástica linear,
Propriedades Mecânicas dos Metais
� Para uma região elástica linear,
eerU εσ2
1
=
� Aplicando a Lei de Hook, logo, EU
e
eer 22
1 2σ
εσ ==εσ E=
� Materiais resilientes são aqueles que apresentam elevados
limites de escoamento e pequenos módulos de elasticidade,
sendo usados como molas.
6.6 Tenacidade
� É a capacidade do material absorver energia até a sua
fratura.
Propriedades Mecânicas dos Metais
εεεε
σσσσ
0 εεεεf
Material
Dúctil
(A)
Área de um retângulo
f
ue
tU ε
σσ
2
+
=
εεεε
σσσσ
0
Material 
Frágil
(B)
futU εσ3
2
=
εεεεf6.7 Tensão e Deformação Real
� Na tensão convencional de engenharia no ponto de tensão
máxima, ponto U, aparenta que o material se tornou mais
fraco, todavia este efeito é ilusório devido a secção
transversal utilizada na tensão convencional ser mantida
constante e igual a S0.
S
P
C =σ
U
σ
Real
FA
� Tensão convencional, σC:
Propriedades Mecânicas dos Metais
0S
C =σ
ε0
Convencional
FA
� Tensão real, σR:
S
P
R =σ
� Deformação real, εR :
0
0
l
ll
C
−
=ε logo, l
dld R =ε
6.7 Tensão e Deformação Real
� Deformação real, εR (até o ponto anterior a estricção ):
� Deformação Convencional, εC :
0
0
l
ll
C
−
=ε
l
dld =ε ∴ ∫=
l
l
R l
dl
0
ε ∴
0
ln
l
l
R =ε
Havendo conservação do volume,
Propriedades Mecânicas dos Metais
Havendo conservação do volume,
cte00 == lSlS ∴ dSldlS −= ∴ S
S
S
dS
l
dl S
S
R
l
l
0ln
00
=−== ∫∫ ε
1
0
+= Cl
l
ε ∴ ( )1lnln
0
+=





Cl
l
ε ∴ ( )1ln += CR εε
6.7 Tensão e Deformação Real
� Tensão real, εR (até o ponto anterior a estricção ):
Logo,
( )CR S
S
εε +== 1lnln 0 ∴ S
S
C
=
+ ε1
0
S
P
R =σ ∴
( )C
C
R S
P
S
P
ε
ε
σ +=
+
= 1
1
00 ∴
( )CCR εσσ += 1
� Estas equações são válidas até o surgimento do
Propriedades Mecânicas dos Metais
� Estas equações são válidas até o surgimento do
empescoçamento do corpo-de-prova.
6.7 Tensão e Deformação Real
� Além da região de empescoçamento, utiliza-se a seguinte
relação,
n
RR Kεσ =
Onde K e n são constantes que dependem do material. O
parâmetro n é denominado expoente de encruamento e
apresenta valor inferior a unidade.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.7 Tensão e Deformação Real
� Além da região de empescoçamento, utiliza-se a seguinte
relação,
n
RR Kεσ =
Liga Metálica / Metal n K [MPa]
Aço Baixo C 0,26 530
Aço 4340 0,15 640
Propriedades Mecânicas dos Metais
Aço 4340 0,15 640
Aço Inox 304 0,45 1275
Alumínio 2024 0,54 315
Latão Cu-30%pZn 0,49 895
� Estas constantes são dependentes do estado do material,
isto é, deformação plástica, tratamento térmico, etc.
6.8 Recup. Elástica na Deferm. Plástica
� Com a liberação da carga, na região de deformação
plástica durante um ensaio de tração, uma fração da
deformação total é recuperada na forma de deformação
elástica.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.10 Dureza
� É uma medida da resistência de uma material a uma
deformação plástica localizada, sendo esta uma impressão
ou risco.
� Os primeiros ensaios de dureza baseavam-se na
habilidade de um material riscar o outro.
� A escala construída varia de 1 para material macio e 10
para o diamante.
Propriedades Mecânicas dos Metais
para o diamante.
� Ao longo de anos, técnicas baseadas em pequenos
penetradores com cargas controladas relacionando
profundidade ou tamanho de impressão foram
desenvolvidas.
� O material macio teria uma impressão maior e mais
profunda e o oposto ocorreria para o material duro.
6.10 Dureza
� Razões para se utilizar os ensaios de dureza:
1. São simples e baratos;
2. São não-destrutivos;
� Existem inúmeros ensaios de durezas: Rockwell, Brinell,
Vickers, Knoop, etc.
Propriedades Mecânicas dos Metais
3. Podem ser correlacionados a outras propriedades
mecânicas, como limite de resistência à tração;
6.10 Ensaio de Dureza Rockwell
Rockwell (A, C, D) Rockwell (B, F, G)
Propriedades Mecânicas dos Metais
t
P
Lateral Impressão
Cone de Diamante
120 o
Rockwell (A, C, D)
P (60 kgf, 150 kgf, 100 kgf)
Rockwell (B, F, G)
P (100 kgf, 60 kgf, 150 kgf)
t
P
Lateral Impressão
Esfera de aço
D = 1/16´´ - 1/8´´
6.10 Ensaio de Dureza Rockwell
� Apresenta diversas escalas devido à combinação de vários
penetradores e diferentes cargas.
� Consiste no ensaio de dureza executado pela aplicação de
uma pré-carga seguida de uma carga principal.
� Os penetradores são esferas de aço endurecido de 1.588,
3.175, 6.350 e 12.70 mm de diâmetro e um penetrador cônico
de diamante para materiais duros.
Propriedades Mecânicas dos Metais
de diamante para materiais duros.
� O índice de dureza é obtido pela diferença de profundidade
de penetração entre a aplicação da pré-carga e da carga
principal.
� São possíveis duas variações deste ensaio: Rockwell e
Rockwell superficial.
6.10 Ensaio de Dureza Rockwell
� Na dureza Rockwell, aplica-se uma pré-carga cuja menor é
de 10 kgf e uma carga principal que pode ser 60, 100 ou 150
kgf.
� A escala é alfabética de A para menor e K para maior.
Símbolo da Escala Penetrador Carga Principal [ kgf]
A Diamante 60
B Esfera de 1.588 mm 100
Propriedades Mecânicas dos Metais
B Esfera de 1.588 mm 100
C Diamante 150
D Diamante 100
E Esfera com 3.175 mm 100
F Esfera com 1.588 mm 60
G Esfera com 1.588 mm 150
H Esfera com 3.175 mm 60
K Esfera com 3.175 mm 150
6.10 Ensaio de Dureza Rockwell
� Na dureza Rockwell Superficial, aplica-se sobre corpos-de-
prova finos e delgados, uma pré-carga cuja menor é de 3 kgf
e uma carga principal que pode ser 15, 30 ou 45 kgf.
� A escala é alfabética de N , T e W.
Símbolo da Escala Penetrador Carga Principal [ kgf]
15N Diamante 15
30N Diamante 30
Propriedades Mecânicas dos Metais
30N Diamante 30
45N Diamante 45
15T Esfera com 1.588 mm 15
30T Esfera com 1.588 mm 30
45T Esfera com 1.588 mm 45
15W Esfera com 3.175 mm 15
30W Esfera com 3.175 mm 30
45W Esfera com 3.175 mm 45
6.10 Ensaio de Dureza Rockwell
� Ex: 80 HRC, dureza de 80 na escala Rockwell C. O valor 60
HR30W significa dureza 60 na escala Rockwell superficial
30W.
� A escala Rockwell é designada por HR seguido de uma
identificação.
� Teoricamente, as escalas Rockwell variam de 0 a 130.
Todavia, nenhum valor abaixo de 20 ou acima de 100 deve
Propriedades Mecânicas dos Metais
Todavia, nenhum valor abaixo de 20 ou acima de 100 deve
ser tomado, por motivos de imprecisão dos valores. Muda-se
então para a escala inferior ou superior.
� O corpo-de-prova deve apresentar espessura de 10 vezes a
profundidade de impressão e as impressões devem distar de
3 diâmetros do penetrador umas das outras.
6.10 Ensaio de Dureza Brinell
]N[P;
dDD.D.
P.2102,0HB
22






−−pi
=
d
D
P
Lateral
d
Impressão
Esfera de Aço (HBs) ou
Carbeto de Tungstênio (HBw)
(D = 10 mm)
Propriedades Mecânicas dos Metais
D
d
CP
EsferaP
6.10 Ensaio de Dureza Brinell
� O penetrador pode ser de aço endurecido ou de carbeto de
tungstênio, com diâmetro de 10 mm.
� Consiste de um penetrador esférico duro sendo forçado
contra a superfície a ser testada.
� As cargas variam de 500 a 3000 kgf com incrementos de
500 kgf, com tempo de manutenção da carga de 10 a 30 s.
� A dureza Brinell, designada por HB, é função tanto da
Propriedades Mecânicas dos Metais
� A dureza Brinell, designada por HB, é função tanto da
magnitude da carga como do diâmetro da impressão.
� O procedimento é medir o diâmetro da impressão, através
de uma escala na lente de um microscópio especial do
equipamento, convertendo o diâmetro em índice de dureza
HB por meio de um gráfico.
� As recomendações do corpo-de-prova HB são as mesmas
para o corpo-de-prova HR.
6.10 Ensaio de Dureza Vickers e Knoop
� O penetrador de diamante muito pequeno de geometria
piramidal.
� Estes são também conhecidos como ensaios de
microdureza, pois quantificam dureza a nível microestrutural.
� As cargas variam de 1 a 1000 gf.
� A impressão é observada e medida sobre um microscópio,
sendo convertida no índice de dureza HV ou HK.
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sendo convertida no índice de dureza HV ou HK.
� Exige a preparaçãoda superfície (lixamento e polimento).
� As escalas Vickers e Knoop são próximas. A HK é utilizada
em materiais cerâmicos.
6.10 Conversão de Dureza
� Deve-se ter cautela na conversão e extrapolação de
dureza, uma vez que são utilizadas técnicas experimentais
distintas para os ensaios de dureza.
� As conversões detalhadas para diversos metais e ligas,
encontra-se na norma ASTM E 140 “Standard Hardness
Conversion Tables for Metals”.
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.10 Conversão de Dureza
Propriedades Mecânicas dos Metais
6.10 Relação entre Dureza e LRT
� É possível correlacionar dureza a outras propriedades
mecânicas. Por exemplo, dureza HB e o limite de resistência
à tração. Cada material apresenta uma correlação
determinada. Para aços de baixo carbono,
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[MPa]HB45.3 xLRT =
6.11 Variabilidade das Propriedades
� Cuidados devem ser tomados na avaliação das
propriedades dos materiais, uma vez que lotes diferentes dos
mesmos materiais, por exemplo, aço 4340 ou 1045, por
apresentar divergência de propriedades causados por
defeitos inerentes aos processos de fabricação.
x
n
∑
� Media de uma propriedade em vários ensaios:
Propriedades Mecânicas dos Metais
n
x
x
n
i i∑ =
=
1
� Desvios de uma propriedade em vários ensaios:
( ) 2
1
2
1
1 







−
−
=
∑
=
n
xx
s
n
i i