Ensaio de Dureza em Materiais

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Ensaio de Dureza 
O Ensaio de Dureza consiste na impressão de uma 
pequena marca feita na superfície da peça pela pela 
aplicação de pressão com uma ponta de penetração. 
Utilização: 
• Indústria de componentes mecânicos; 
•Tratamentos térmicos;
•Tratamentos superficiais;
•Controle de entrada de matéria prima. 
Métodos de Ensaio de Dureza 
Aplicação de Força Estática Aplicação de Força Dinâmica 
Medida da 
impressão por 
meio óptico
Métodos de 
medida de 
profundidade
• Brinell HB
• Vickers HV 
• Knoop HK 
Medida de energia 
altura de rebote 
•Dureza de Rebote
(Escleroscópio)
Medidas sob 
carregamento de 
teste constante 
Medida sob carregamento 
realizada após a retirada da 
força principal 
Medida de profundidade de 
indentação dependente da carga 
de ensaio
• Dureza Universal 
• Indentação circular 
• Vickers modificado
•Rockwell
(A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
• Rockwell (R, L, M, E, K, αααα )
• Brinell Modificado HBT
•Shore A, D, B, C, D0 ,0, 00 
• IRHD Micro 
• IRHD Macro
(Soft, normal, H) 
Ensaios baseados na medida da impressão por meio óptico 
Dureza Dureza BrinellBrinell -- ASTM E10ASTM E10--9393
• Foi o primeiro ensaio padronizado e amplamente 
aceito;
• Consiste em uma impressão com uma esfera de 
10 mm utilizando uma carga de 3000 kgf (500 kgf).
]).[.(
2
22 dDDD
PHB
−−
=
pi
P - Carga em kgf
D - Diâmetro da esfera (mm)
d - Diâmetro da impressão 
Penetrador: 
Esfera de aço (HBS)
Esfera de carboneto de tungstênio 
(HBW)
DUREZA BRINELL
[HB] - [kgf/mm2] - Normalmente é omitido
Espessura da amostra: e ≈ 10d
A limitação do uso da carga de 3000 kgf com 
esfera de 10 mm de diâmetro, proposta por 
Brinell, é contornada com a utilização de 
cargas e esferas diferentes
Cuidado: só estão disponíveis tabelas de 
conversão para HBS(HBW) 10/3000
DurezaDureza BrinellBrinell
Figura 2 - Impressões de dureza Brinel e Rockwell. A esquerda em um aço SAE 
1020, a impressão Brinell tem um diâmetro de 5,4 mm, corespondendo a HB 121. 
A impressão menor HRB= 72. A direita estão mostradas impressões em um aço 
de alta resistência; HB= 241 e HRC = 20 ( Norman e. Dowling - Mechanical
Behavior of Materials - 2 Ed.)
CARGAS MAIS UTILIZADAS (Esferas de 2,5 mm):
Obs.: A dureza Brinell não é recomendada para materiais com durezas: 
HB> 450 HBS ou HB> 650 HBW
187,5 kgf - Aços de alta resistência mecânica
62,5 kgf - Aços em geral
31,25 e 15,625 kgf - Materiais não ferrosos
Dureza Dureza BrinellBrinell
Vantagens: 
• Indicada para ensaios de dureza em em materiais não 
homogêneos devido ao tamanho da impressão;
• Indicada para ensaio de peças não acabadas como em partes 
forjadas, fundidas, laminadas ou tratadas termicamente;
• Penetrador simples e robusto.
Desvantagens: 
• Limitação de aplicação em peças com Dureza 
superiores a 650 HBW;
• Limitação para ensaio em amostras pequenas e 
de espessuras reduzidas;
• Consumo de tempo para realização das 
medidas das diagonais
• Dano causado na amostra devido o tamanho da 
impressão.
Dureza Dureza BrinellBrinell
Figura 2 - Impressões de dureza Brinel e Rockwell. A esquerda em um aço SAE 
1020, a impressão Brinell tem um diâmetro de 5,4 mm, corespondendo a HB 121. 
A impressão menor HRB= 72. A direita estão mostradas impressões em um aço 
de alta resistência; HB= 241 e HRC = 20 ( Norman e. Dowling - Mechanical
Behavior of Materials - 2 Ed.)
Apresentação dos Resultados: 
205 HBW 10/3000/30 
Tempo de duração da impressão 
Carga aplicada em Kgf 
Diâmetro da esfera em mm
Código referente ao material da esfera
Valor da dureza
* Não há necessidade de informar se o tempo de aplicação da carga estiver entre 10 a 15s
Ensaios baseados na medida da 
impressão por meio óptico 
Dureza Dureza VickersVickers-- ASTM E92ASTM E92--8282
• Introduzida em 1925 por Smith e Sandland
Vickers - Cia Vickers-Armstrong - Fab. de 
máquinas;
• Penetrador: Pirâmide de base quadrada com 
ângulo de 136° ;
• Produz impressões semelhantes a HB;
• Para HB a relação ideal é d/D=0,375. As 
tangentes às esferas partindo dos cantos da 
impressão fazem entre si um angulo de 136° .
136°
Dureza Dureza VickersVickers-- ASTM E92ASTM E92--8282
2
)2/136sen(2
d
PHV °=
P - Carga em kgf
d - Comprimento da diagonal (mm)
]/[854,1 22 mmKgfd
PHV =
pirâmidedasuperfíciedaárea
carga
=HV
Dureza Dureza VickersVickers-- ASTM E92ASTM E92--8282
Dureza Dureza VickersVickers
Vantagens: 
• Praticamente não há limite de uso em função da dureza 
da amostra;
• possibilidade de realização de ensaios em chapas finas, 
amostras pequenas, tubos de paredes finas, medições 
de camadas finas;
• Impressões reduzidas;
• Não sofre influência em função da carga utilizada (carga 
de ensaio > 5 kgf).
Desvantagens: 
• A superfície da amostra deverá ter uma preparação 
adequada; 
• Consumo de tempo para realização das medidas das 
diagonais;
• Penetrador sensível a danos;
• Pequenas impressões poderão ser influenciadas por 
desvios de forma do penetrador ou pela preparação da 
superfície;
• Sensível a vibrações, especialmente em microdureza;
• Influência do operador sobre o valor da dureza.
Apresentação dos Resultados: 
230 HV 30/20
Tempo de duração da impressão* 
Carga aplicada em Kgf 
Código referente a dureza Vickers
Valor da dureza
* Não há necessidade de informar se o tempo de aplicação da carga estiver entre 10 a 15s
Ensaios baseados na medida da
impressão por meio óptico 
Dureza Dureza knoopknoop -- ASTM E 384 ASTM E 384 -- 9999
• Ensaio semelhante ao Vickers;
• Penetrador rômbico. 
P - Carga em kgf
d - Comprimento da diagonal (mm)
]/[22,14 22 mmKgfd
PHK =
pirâmidedasuperfíciedaárea
carga
=HK
Ensaios baseados na medida da
impressão por meio óptico 
Dureza Dureza knoopknoop -- ASTM E 384 ASTM E 384 -- 9999
Dureza Dureza KnoopKnoop
Vantagens: 
• Indicado para ensaio em pequenas amostras devido a 
relação entre as diagonais: 7:1;
• Melhor que a Vickers para utilização em amostras ou 
camadas finas. Produz impressões rasas;
• Indicada para ensaio em materiais frágeis devido a 
baixa susceptibilidade a trincas;
• Indicada para pesquisa de anisotropia de materiais. A 
dureza Knoop é dependente da direção selecionada;
Dureza Dureza KnoopKnoop
Desvantagens: 
• A superfície da amostra deverá ter uma preparação 
adequada; 
• Dependência da dureza em função da carga de ensaio;
• Penetrador sensível a danos;
• Consumo de tempo para alinhamento da superfície da 
amostra para manter as impressões alinhadas 
simetricamente.
Dureza Dureza KnoopKnoop
Apresentação dos Resultados: 
1240 HK 0.5/30
Tempo de duração da impressão* 
Carga aplicada em Kgf 
Código referente a dureza Knoop
Valor da dureza
* Não há necessidade de informar se o tempo de aplicação da carga estiver entre 10 a 15s
Ensaios baseados na medida da 
profundidade de penetração
Dureza Dureza RockwellRockwell -- ASTM E18ASTM E18--0000
• Ensaio de dureza mais utilizado na indústria;
• Penetradores: esfera ou cone de diamante 120°°°°
Procedimento:
•Aplicar uma pré-carga de 10 kgf 
•Zerar o relógio
•Aplicar a carga 
•Retirar a carga maior
•Leitura
Obs. O relógio tem 100 divisões. O ponteiro gira no sentido anti-horário. Uma dureza alta 
corresponderá a uma pequena penetração. 
Escalas
60
150
100
60
60
100
100
100
100
60
150
150
150
150
150
Carga Total 
Escalas
86,5 HRA
61,5 HRA
20 HRA
100 HRB 22 HRC
70 HRC
50 HRB
57 HRF
100 HRF76 HRB47 HRA
35 HRA 85,5 HRF
65,5 HRF
Dureza Dureza RockwellRockwell
• Tempo reduzido pararealização do teste e rapidez de 
leitura;
• Possibilidade de automatização;
• baixo custo do equipamento devido a ausência de 
componentes ópticos;
• Não há influência do operador. A leitura de dureza é
realizada diretamente no equipamento.
Vantagens: 
Dureza Dureza RockwellRockwell
Desvantagens: 
• Não utiliza escala única de dureza;
• Penetrador de diamante sujeito a danos, podendo 
causar medidas erradas;
• Influência do tipo de penetrador no valor da dureza.
Dureza Dureza RockwellRockwell
Apresentação dos Resultados: 
40 HRC
Código referente a escala utilizada
Código referente a dureza Rockwell
Valor da dureza
Ensaios baseados na medida da 
profundidade de penetração
Dureza Universal Dureza Universal -- DIN 50359DIN 50359--11
• Medida realizada sem a retirada da carga principal;
• Não há aplicação de pré-carga; 
•Penetrador: esfera ou cone de diamante 136°°°° . 
243,26 h
F
A
FHU ==
HU - [N/mm2]
• Utilizado para todos os materiais, inclusive plásticos e 
borrachas;
• O valor de dureza considera a deformação elástica e 
plástica do material;
• Permite informações adicionais do comportamento do 
material em função da curva carga x profundidade;
• Ensaio sujeito a interferência devido a vibrações.
Características: 
HU 100/20=3200 N/mm2
Dureza
Tempo
Carga
Código
Ensaios baseados na medida da profundidade de penetração
IndentaIndentaçção Circular ão Circular -- DIN 2039DIN 2039--11
((BallBall indentationindentation hardnesshardness))
• Aplicação de pré-carga de 9,8N; 
• Medida realizada sem a retirada da carga principal;
• Penetrador: esfera de 5 mm . ]/[ 2mmN
A
FH =
H 132/60 = 20 N/mm2
Dureza
Tempo
Carga
Código
]/[ 2mmN
A
FH =
• Penetrador simples e robusto;
• Método indicado para ensaios em plásticos e borrachas;
• Não requer preparação rigorosa da superfície da amostra;
• Não há tabelas de conversões disponíveis.
Características: 
IndentaIndentaçção Circular ão Circular -- DIN 2039DIN 2039--11
((BallBall indentationindentation hardnesshardness))
Ensaios com aplicação de força dinâmica
EscleroscEscleroscóópiopio -- Dureza por Rebote Dureza por Rebote 
• Baseado na queda de uma massa 
de 0.250 Kgf com uma ponta 
arredondada de diamante.
• A barra é liberada de uma altura 
padrão: 256 mm; 
• A leitura da dureza é realizada no 
instante de inversão do movimento 
em uma escala graduada de 0 a 140 
em um tubo de vidro.
EscleroscEscleroscóópiopio -- Dureza por Rebote Dureza por Rebote 
• Equipamento leve e portátil;
• Indicado para a determinação de dureza de peças 
grandes e ensaios de campo;
• Possibilidade de ensaio em peças em altas 
temperaturas;
• É desejável que a superfície da amostra esta limpa;
• O equipamento deverá estar posicionado em posição 
vertical e perpendicular a superfície.
Características: