Ensaio de Dureza Rockwell

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
CIÊNCIA E SELEÇÃO DOS MATERIAS 
PROFESSOR LUCIANO ANDRADE
PRÁTICAS EM LABORATÓRIO – CAPÍTULO 1 - ENSAIOS MECÂNICOS 
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS METAIS
 A determinação e/ou conhecimento das propriedades mecânicas 
é muito importante para a escolha do material para uma 
determinada aplicação, bem como para o projeto e fabricação do 
componente.
 As propriedades mecânicas definem o comportamento do 
material quando sujeitos à esforços mecânicos, pois estas estão 
relacionadas à capacidade do material de resistir ou transmitir 
estes esforços aplicados sem romper e sem se deformar de forma 
incontrolável.
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e.g., 
10 mm sphere
apply known force measure size 
of indent after 
removing load
dD
Smaller indents 
mean larger 
hardness.
increasing hardness
most 
plastics
brasses 
Al alloys
easy to machine 
steels file hard
cutting 
tools
nitrided 
steels diamond
Consiste em uma medida da resistência de um material a uma deformação 
plástica localizada (por uma pequena impressão ou risco).
 Material com alta dureza é o que oferece maior resistência a deformação 
plástica por compressão.
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 PROPRIEDADE CARACTERÍSTICA DE UM MATERIAL SÓLIDO QUE 
EXPRESSA SUA RESISTÊNCIA A DEFORMAÇÕES PERMANENTES.
 Intrinsecamente a dureza é uma condição da superfície do material e não 
representa nenhuma propriedade fundamental da matéria.
 O ensaio de dureza é, juntamente com o ensaio de tração, um dos mais 
empregados na seleção e controle de qualidade dos metais. 
 Os ensaios de dureza são realizados mais freqüentemente do que qualquer 
outro ensaio mecânico, por diversas razões:
1. São simples e baratos – corpos de prova sem preparo especiais e 
equipamentos de ensaio relativamente barato
2. O ensaio é não-destrutivo.
3. Outras propriedades mecânicas podem, com freqüência, ser estimados a 
partir dos dados de dureza, tal como limite de resistência a tração.
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ESTADOS COMUNS DE TENSÃO EM ENGENHARIADUREZA ROCKWELL
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 Desenvolvido em 1922 por Rokwell utilizando um sistema de 
pré-carga.
Avanço em relação ao ensaio Brinell, por possibilitar avaliar 
dureza de vários metais (antes não podiam ser ensaiados 
quanto à dureza).
Tem grande emprego a nível internacional.
Tecnicamente, o ensaio elimina o tempo necessário para a 
medida de qualquer dimensão da impressão, uma vez que a 
dureza é lida diretamente numa escala, previamente preparada 
em função da profundidade de penetração. O ensaio é por isto 
mais rápido e isento de erros pessoais. 
A rapidez do ensaio torna-o propício tanto para uso em linhas 
de produção quanto para uso em laboratório. 
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Os penetradores utilizados na máquina de ensaio de dureza 
Rockwell são do tipo esférico (aço temperado) ou cônico (cone 
de diamante com 120° de conicidade).
Existem dois tipos de dureza Rockwell que diferem entre si 
pela pré-carga empregada.
A dureza Rockwell normal e é indicada para avaliação de 
dureza em geral. Nos ensaios de dureza Rockwell normal utiliza-
se uma pré-carga de 10 kgf e a carga maior pode ser de 60, 100 
ou 150 kgf.
A dureza Rockwell superficial, e é indicada para avaliação de 
dureza em folhas finas ou lâminas, ou camadas superficiais de 
materiais. Nos ensaios de dureza superficial a pré-carga é de 3 
kgf e a carga maior pode ser de 15, 30 ou 45 kgf.
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PROCEDIMENTO
O ensaio é baseado na profundidade de penetração de uma 
ponta sobre um material, quando esta é submetida a uma carga 
nominal, proveniente da soma de uma pré-carga e uma carga 
maior (após recuperação elástica devido a retirada da carga 
maior).
A pré-carga (carga menor) é utilizada para fixar a amostra e 
serve como referencia inicial para o ensaio. 
A seguir uma carga maior é então adicionada completando a 
carga nominal do ensaio.
 A leitura do número de dureza é lida diretamente no relógio 
após a retirada da carga maior.
A dureza Rockwell emprega várias escalas independentes 
entre si. 
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Seqüência de operação do método de ensaio de dureza Rockwell 
2575
0
50
80
20
15
10
5
WILSON
85
70
65
60
55 45
40
35
30
90
95
2575
0
50
80
20
15
10
5
WILSON
85
70
65
60
55 45
40
35
30
90
95
2575
0
50
80
20
15
10
5
WILSON
85
70
65
60
55 45
40
35
30
90
95
P0
P1
P0
P0
P1P1
h0 hh1
PEÇA PEÇAPEÇA
Pré carga, 
relógio em “0”
Carga total
P0 + P1
Retirar a carga e 
fazer a leitura
0h
h0<h<hf
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A tabela I apresenta as condições que determinam as escalas do método 
normal.
Escala Penetrador
Carga 
(kgf)
Posição da 
escala no relógio
Aplicações
B Esfera 1/16” 100 Interna Ligas de cobre, aços moles, ligas de alumínio, etc.
C Cone Brale 150 Externa Aço duro, perlítico, etc.
A Cone Brale 60 Externa Aços finos e aços endurecidos superficialmente.
D Cone Brale 100 Externa Aços com características entre os dois citados acima.
E Esfera 1/8” 100 Interna Ligas de Al e Mg, metais para mancais.
F Esfera 1/16” 60 Interna Ligas de cobre recozidas e chapas finas de metais moles.
G Esfera 1/16” 150 Interna Liga Cu-Ni-Zn
H Esfera 1/8” 60 Interna Alumínio, zinco, chumbo.
K Esfera 1/8” 150 Interna
L Esfera 1/4” 60 Interna
M Esfera 1/4” 100 Interna
P Esfera 1/4” 150 Interna Metais para mancais e outros
R Esfera 1/2” 60 Interna metais muito moles ou finos.
S Esfera 1/2” 100 Interna
V Esfera 1/2” 150 Interna
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O método superficial é mais comumente empregado para em 
corpos de prova de pequena espessura, como lâminas, e 
materiais que sofreram algum tratamento superficial, como 
cementação, nitretação e etc. 
A tabela II mostra as escalas deste método.
Carga (Kgf) Penetrador Escala
Aplicação
15 15 N
30 Cone Brale 30 N Metais similares aos usados pelas escala A, C e D
45 45 N
15 15 T
30 Esfera 1/16” 30 T Metais similares aos usados pelas escala B, F e G
45 45 T
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 Para determinar a profundidade h em mm do penetrador, 
empregam-se as seguintes fórmulas:
a) Para penetrador de diamante.
b) Para penetrador esférico.
HR comum h HR
HR superfi h HR
   
   
0 002 100
0 001 100
, ( )
, ( )cial 
)100(002,0 HRxhcomumHR 
)100(001,0sup HRxherficialHR 
)130(002,0 HRxhcomumHR 
)100(001,0sup HRxherficialHR 
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Durômetro Rockwell instalado no laboratório de Materiais de 
Construção Mecânica do curso de Engenharia Mecânica do 
IPUC - PUC Minas.
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VANTAGENS
Permite avaliar dureza de metais diversos desde os mais 
moles até os mais duros
Rapidez e facilidade de execução 
Isenção de erros humanos
Facilidade de detectar pequenas diferenças de durezas e 
pequeno tamanho de impressão.
DESVANTAGENS
Materiais que apresentam dureza no limite de uma escala e no 
início de outra não podem ser comparados entre si quanto a 
dureza, pois suas escalas não têm continuidade.
O resultado de dureza no ensaio rockwell não tem relação com 
o valor de resistência à tração.
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CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
CIÊNCIA E SELEÇÃO DOS MATERIAS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
01 – CALLISTER, William D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 7. 
ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2008. ISBN: 
9788521615958.
02 – SOUZA, Sergio A. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos. São Paulo: 
Edgard Blücher Ltda., 1974.
03 – NOTAS DE AULAS Professor Ubirajara Domingues PUC-MG.
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