Ensaios Mecanicos

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Apostila de Ensaios Mecânicos 
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SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO...................................................................................................................... 4 
 
CAPÍTULO I 
Ensaio de Dureza Brinell....................................................................................................... 11 
 
CAPÍTULO II 
Ensaio de Dureza Rockwell................................................................................................... 56 
 
CAPÍTULO III 
Ensaio de Dureza Vickers..................................................................................................... 87 
 
CAPÍTULO IV 
Ensaio de Dureza Koop........................................................................................................ 97 
 
CAPÍTULO V 
Ensaio de Dureza Shore...................................................................................................... 100 
 
CAPÍTULO VI 
Ensaio de Tração .................................................................................................................. 111 
 
CAPÍTULO VII 
Ensaio de Impacto ................................................................................................................ 132 
 
CAPÍTULO VIII 
Ensaio de dobramento .......................................................................................................... 147 
 
REFERÊNCIAS................................................................................................................... 157 
 
 
 
 
 
 
 
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Todo projeto de um componente mecânico, ou, mais amplamente, qualquer projeto de engenharia, 
requer, para sua viabilização, um vasto conhecimento das características, propriedades e 
comportamento dos materiais disponíveis. Os critérios de especificação ou escolha de materiais 
impõem, para a realização dos ensaios, métodos normalizados que objetivam levantar as 
propriedades mecânicas e seu comportamento sob determinadas condições de esforços. Essa 
normalização é fundamental para que se estabeleça uma linguagem comum entre fornecedores e 
usuários dos materiais encomendados, a partir de uma amostragem estatística representativa do 
volume recebido. 
 
 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
Os ensaios mecânicos permitem a determinação de propriedades mecânicas que se referem ao 
comportamento do material quando sob a ação de esforços e que são expressas em função de 
tensões e ou deformações. Tensões representam a resposta interna aos esforços externos que 
atuam sobre uma determinada área em um corpo. Entre as principais propriedades dos materiais 
obtidas por ensaio, podem-se citar: 
- Resistência: Representada por tensões, definidas em condições particulares; 
- Elasticidade: Propriedade do material segundo a qual a deformação que ocorre em função da 
aplicação de tensão desaparece quando a tensão é retirada; 
- Plasticidade: Capacidade de o material sofrer deformação permanente sem se romper; 
- Resiliência: Capacidade de absorção de deformação no regime elástico; 
- Tenacidade; Reflete a energia total necessária para provocar a fratura do material. 
 
FINALIDADE DOS ENSAIOS DOS MATERIAIS 
As duas finalidades mais importantes da execução dos ensaios são: 
- Permitir a obtenção de informações rotineiras do produto – ensaios de controle: no recebimento 
de materiais de fornecedores e no controle final do produto acabado; 
 
 
Introdução 
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- Desenvolver novas informações sobre os materiais, de novos processos de fabricação e de 
novos tratamentos. 
 
Vantagens da Normalização dos Materiais e Métodos d e ensaios 
A normalização tem por objetivo fixar os conceitos e procedimentos gerais que se aplicam aos 
diferentes métodos de ensaios. Suas principais vantagens são: 
- Tornar a qualidade do produto mais uniforme; 
- Reduzir os tipos similares de materiais; 
- Orientar o projetista na escolha do material adequado; 
- Permitir a comparação de resultados obtidos em diferentes laboratórios; 
- Reduzir desentendimentos entre produtor e consumidor 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DOS MATERIAIS 
 
1- Quanto à integridade geométrica e dimensional da peça: 
- Destrutivos: provocam inutilização parcial ou total da peça; ex. tração, dureza, fadiga, fluência, 
etc. 
- Não-destrutivos: não comprometem a integridade da peça; ex. raios X, raios γ , ultra-som , 
partículas magnéticas, etc. 
 
2 – Quanto à velocidade de aplicação da carga: 
- Estáticos: carga aplicada de maneira suficientemente lenta, induzindo a uma sucessão de 
estados de equilíbrio. 
(processo quase-estático); ex. tração, compressão, flexão, dureza e torção. 
- Dinâmicos: carga aplicada rapidamente ou ciclicamente; ex. fadiga, e impacto. 
- Carga constante: carga aplicada durante um longo período; ex. fluência. 
 
Ensaios de Fabricação: não avaliam propriedades mecânicas, fornecendo apenas indicações do 
comportamento do material quando submetido a um processo de fabricação: estampabilidade, 
dobramento, etc. 
 
MÉTODOS DE ENSAIOS 
 
Determinam que os ensaios devam ser realizados em função da geometria da peça, do processo 
de fabricação e de acordo com as normas técnicas vigentes, podendo ser; 
- Ensaios da própria peça; 
- Ensaios de modelos; 
- Ensaios em amostras; 
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- Ensaios em corpos-de-prova retirados de parte da estrutura. 
 
 
ENSAIO DE DUREZA 
 
A dureza é uma propriedade mecânica cujo conceito se segue á resistência que um material, 
quando pressionado por outro material ou por penetradores padronizados, apresenta riscos ou á 
formação de uma marca permanente. 
A dureza de um material depende diretamente das forças de ligação entre átomos, íons ou 
moléculas, assim como da resistência mecânica. Nos sólidos moleculares, como os plásticos, as 
forças atuantes entre as 
moléculas (forças de Van der Waals) são baixas, e eles são relativamente macios. Os sólidos 
metálicos e iônico devido á natureza mais intensa das forças de ligação são mais duros, enquanto 
os sólidos de ligação covalente são os materiais 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. Há uma ligação bastante 
próxima entre o limite de escoamento dos metais e a sua dureza. 
 
Definições de dureza 
 
Dureza é geralmente definida como a resistência à deformação permanente. A dureza não é uma 
propriedade fundamental dos materiais e, como tal, as grandezas e as unidades de dureza são 
derivadas(secundárias) de outras unidades. Sendo assim, por que o teste de dureza é tão aplicado 
universalmente? A resposta pode residir em dois aspectos do teste de dureza: 
 
• A primeira é que os procedimentos dos ensaios para determinação da dureza são 
relativamente fáceis de se executar e relativamente não destrutivos; 
• A segunda é que esses testes de dureza se correlacionam bem, com outras propriedades 
físicas fundamentais dos materiais. 
 
Assim sendo, o teste de dureza sendo um método simples e não destrutivo é amplamente 
utilizado para determinar a adequação de um material para o uso a que se destina. Alguns dos 
fatores que se relacionam à dureza são: 
 
■ Capacidade de resistir à deformação: para prever, a capacidade de pistas de rolamento, de 
engrenagens de alta rotação e esforços, ou outros mecanismos similares, sujeito às forças e 
tensões que podem ocasionar deformações ou mesmo quebras em serviço. 
 
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Os componentes desses mecanismos têm no ensaio de dureza o método mais adequado para 
levantar as propriedades mecânicas e seu comportamento sob determinadas condições de 
esforços. 
 
Uma aplicação muito comum é prever a capacidade das pistas dos mancais de rolamento de 
resistir ao chamado “Brinelling”(ondulação nas pistas dos rolamentos de esferas, sob impacto), 
pelo método Brinell. 
 
■ Resistência à Abrasão: os números de dureza Mohs, de 0 a 10, sendo o que o mais duro 
(diamante) classificado com índice 10 na escala Mohs correspondem, aproximadamente, a valores 
logarítmicos de dureza. Essa capacidade das peças resistirem ao desgaste por abrasão mostra 
uma relação entre o aumento da dureza na superfície da calota esférica impressa, e um 
corresponde a aumento da resistência ao risco e à abrasão. 
 
■ Resistência à Tração: A correlação entre dureza e resistência à tração é muito significativa. Em 
testes de dureza, os engenheiros não estão verificando a dureza por si só, mas sua correlação 
com a resistência à tração, compressão etc. 
 
.■ Maleabilidade e Ductilidade: Essas características são muito importantes em materiais que 
necessitam sofrer grandes deformações plásticas e que são usados na fabricação de peças 
estampadas ou repuxadas. 
Nestes processos de fabricação o controle da dureza da matéria prima é fundamental, pois a baixa 
dureza pode desqualificá-la quanto a resistência do produto e a alta dureza pelo surgimento trincas 
e quebras. 
 
■ quando um corpo de aço (martelo), com ponta de diamante, com massa e dimensão 
padronizados é arremessado de uma posição mais elevada, da superfície da peça que está sendo 
ensaiada, a altura do rebote esta relacionada diretamente com a medida de dureza procurada. 
Embora seja um processo simples, este método é muito eficaz e podendo ser a solução mais 
adequada para as peças de grande porte. 
 
A dureza pode ser conceituada como: 
- Dureza é a medida da resistência à deformação de um material quando se aplica uma força 
externa 
- Dureza é a resistência à deformação plástica permanente; 
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- Dureza é a resistência à risco ou a capacidade de riscar ; e 
- Dureza de um metal é a resistência que ele oferece à penetração de um corpo duro. 
 
A figura abaixo apresenta os materiais classificados conforme a escala de Dureza Mohs. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O método de determinação dureza por penetração é o mais empregado no ramo da Metalurgia e 
da Mecânica e normalmente citado em especificações técnicas. 
Para aços-carbono e aços-liga de médio teor de liga, a dureza é proporcional ao limite de 
resistência à tração. 
 
Na soldagem, a dureza é influenciada pela composição química do metal de base, pela 
composição química do metal de adição, pelos efeitos metalúrgicos do processo de soldagem, pelo 
grau de encruamento do metal de base e pelo tratamento térmico. Algumas normas e 
especificações fixam os limites de dureza para o metal de base, zona afetada termicamente e zona 
fundida de certos aços, pois, se apresentassem dureza excessiva, sofreriam perda da ductilidade 
e, portanto, comprometeria sua aplicabilidade. 
 
Com o desenvolvimento da tecnologia cada vez mais os materiais estão sendo solicitados no 
aproveitamento máximo de suas propriedades neste intuito foram desenvolvidos métodos precisos 
para medir, avaliar e comparar as propriedades de diversos materiais. 
Como a dureza é considerada uma propriedade muito importante nos materiais foi desenvolvido 
diversos métodos de medição. O conceito de dureza vem da resistência que o material apresenta 
 
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em deformar plasticamente quando aplicado uma força, geralmente imposta por um penetrador e 
força conhecido. 
 
 
A dureza é uma propriedade mecânica freqüentemente utilizada nas especificações de engenharia 
onde são comparados os valores em escalas pré determinados e verificam-se as características 
dos materiais. Devido a uma intima relação da dureza com a resistência à tração, existem tabelas 
de conversão de uma propriedade para a outra, porém existem fatores que impedem a precisão 
dos resultados tais como diferenças de cargas, penetradores, área de contato, forma de 
impressões e material. 
 
Para os materiais metálicos os ensaios de dureza mais usuais são: 
 
■ Dureza Brinell (J. Brinell, 1900) 
■ Dureza Vickers (R. Smith/G. Sandland, 1925) 
■ Dureza Rockwell (S. Rockwell, 1919) 
■ Dureza Superficial Rockwell (S. Rockwell, 1921) 
■ Dureza Shore (A. Shore, 1907) 
■ Dureza Knoop (F. Knoop, 1939Brinell 
 
As escalas de dureza padronizadas internacionalmente são: dureza Brinell, Vickers, Rockwell 
(incluindo Superficial), das quais provavelmente Rockwell é a mais popular de todas. A Escala 
Rockwell C- (HRC), em particular, é a mais utilizada, pois a grande maioria dos materiais utilizados 
pela indústria metalúrgica, estão dentro desta faixa de dureza. 
 
O DESENVOLVIMENTO DOS ENSAIOS DE DUREZA 
No início dos do século XX, os ensaios por meio de escleroscópio e de dureza Brinell, tornaram-se 
muito conhecidos e seus usos relativamente importantes. Com o advento da primeira guerra 
mundial, então esses dois métodos de ensaio foram destacadamente os mais utilizados, porém 
algumas deficiências em ambos, os métodos tornaram-se o obstáculo que impediram uma total 
aplicação na indústria metalúrgica. 
 
O ensaio Brinell, era plenamente aceito para uso interno nos laboratórios, era considerado 
incompatível com a produção, pois alem de danificar a superfície das peças, principalmente as 
acabadas, tinha velocidade inadequada, não podia ser aplicado em peças temperadas, a 
preparação do corpo de prova tão necessária para se obter uma impressão nítida, para posterior 
medição era custosa. 
 
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Outro fator preponderante na obtenção de um resultado confiável era a habilidade do operador. 
Esses motivos impediam que as necessidades de inspeção requeridas na produção em largas 
escalas fossem cobertas. 
 
O escleroscópio tinha boa rapidez nos ensaios, podia ser usado em materiais temperados, não 
dependia tanto da preparação do corpo de prova, por isso era o mais usado na produção. O 
problema mais sério que impediam sua plena utilização era a não repetição dos resultados, 
influenciados por dois fatores, sendo um deles a massa do corpo de prova e a grande capacitação 
necessária ao operador. 
 
Nesta época Stanley P. Rockwell, um metalurgista, criou em 1919 um durômetro que por suas 
qualidades, versatilidade e confiabilidade tornou-se mundialmente famoso. “Tinha um penetrador 
esfera de aço de diâmetro de 1/16”, uma pré-carga fixa e uma carga principal. 
 
Um ano após, Charles H. Wilson, fabricante de instrumentos aperfeiçoou o durômetro Rockwell, 
transformando-o em um instrumento de medição de precisão implementando modificações 
bastante importantes, aprimorando os vários tipos de escalas, e suas resoluções às 
especificidades dos materiais. 
 
As medições de dureza dos materiais podem ser definidas como macro , micro ou nano dureza 
onde a força e as escalas são escolhidas de acordo com o tipo de dureza que se necessita medir. 
Medições de macro dureza são simples com grande aplicação para teste no controle de qualidade 
no processamento e tratamento térmico de materiais metálicos. 
 
As medições de micro dureza são indicados para materiais que apresentam variações de dureza 
em relação diferentes fases presentes ou proveniente de algum tratamento superficial, 
conseguindo com este método, a caracterização da dureza de cada fase presente. 
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Este ensaio foi inicialmente proposto por J. A. Brinell em 1900, e foi o primeiro ensaio de 
penetração padronizado e reconhecido industrialmente. 
 
O ensaio consiste em comprimir lentamente, por meio de uma carga P, uma esfera de aço, de 
diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida ou pelo menos preparada com esmeril fino ou com 
lima tipo murça, de um corpo de prova ou peça, durante certo intervalo de tempo. 
 
A dureza Brinell é o quociente da carga aplicada pela área da calota esférica, dada por: 
 
CÁLCULODA DUREZA BRINELL: 
 
 
 
Onde: F: Força em Kgf, 
 D: Diâmetro do penetrador em mm, 
 d: Diâmetro da impressão em mm. 
 HB: Valor de dureza Brinell (Kgf/mm²) 
 
Exemplo: Calcule a dureza de um material submetido a um ensaio de Dureza Brinell esfera 10,0 
mm, carga 500 kgf e a medida dos diâmetros de impressão de 1,0mm. 
 
 
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 
 
1) Uma amostra de aço carbono foi submetida a um ensaio de dureza qual se usou uma esfera 
com Ø2,5mm (aço temperado) e uma carga de 187,5 kgf. O diâmetro médio “d” da calota esférica 
é de 1,0 mm, medido no projetor de perfil ou com lupa graduada; 
 
 
 
1. Ensaio de Dureza Brinell 
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Calcular HB e apresentar corretamente o resultado,classificar o material ensaiado conforme 
normas de materiais, sabendo que o tempo do ensaio foi de 20 segundos. 
Dados: 
Carga Q =187,5 kgf 
Diâmetro da esfera do penetrador D=2,5 mm 
Diâmetro da calota impressa d=1 mm 
Tempo de ensaio 20s. 
Fator de conversão (dureza para tensão) α= 0,34. 
a) cálculo de HB 
 
 
 
 
b) Apresentação do resultado do EHB. 
 228,8 HBs 2,5/ 187,5/20 
c) Cálculo de σr e classificação do material do C.P. 
 σ = 0,34 x HB. 
 σ = 0,34 x 228,8 = 77,8 kgf/mm² 
 
2) Uma amostra de Bronze Alumínio submetida a um ensaio de dureza HB, no qual se usou uma 
esfera de 5 mm e uma carga de 250 kgf. 
O diâmetro “d” da calota esférica de 1,25 mm. Calcular a HB ,apresentar corretamente o 
resultado, sabendo que o o tempo de ensaio foi de 30 segundos. 
Classificar o material ensaiado. 
Dados: 
Carga Q =250 kgf 
Diâmetro da esfera do penetrador D = 5 mm 
Diâmetro da calota impressa d = 1,250 mm 
 
a) Cálculo de HB 
 
 
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b) Apresentação do resultado do ensaio de dureza HB. 
 200,6 HBs 5/250/30 
 
c) Cálculo de σ e a classificação do material. 
 σ = 0,52 x HB:. 
 σ= 0,52 x200,6 = 104,3 kgf/mm². 
 
3) Para fins de pesquisa do processo de medição de dureza, uma amostra de (GTS-70) ferro 
fundido maleável, segundo DIN 1692, foi ensaiada em durômetro de HB, com parâmetros de 
ensaio tipo padrão. 
 
O diâmetro “d” da calota esférica de 3,69 mm. 
Calcular a HB ,apresentar corretamente o resultado, sabendo que o o tempo de ensaio foi de 20 
segundos. 
Dados: 
Carga Q =3000 kgf 
Diâmetro da esfera do penetrador D = 10 mm 
Diâmetro da calota impressa d = 3,69mm 
Tempo 20s 
 
 
 Apresentação do resultado do ensaio de dureza HB. 
 271HBs 10/3000/20 
 
4) Uma amostra vergalhão de aço de St 70-2, para construção civil , segundo DIN 17100 e os 
parâmetros do ensaio foram os seguintes:“d” médio da calota esférica de 1,945mm, 
Esfera Ø 5 mm. 
Calcular a HB ,apresentar corretamente o resultado, sabendo que o tempo de ensaio foi de 20 
segundos. 
Dados: 
Carga Q =750 kgf 
Diâmetro da esfera do penetrador D = 5 mm 
Diâmetro da calota impressa d = 1,945mm 
Tempo 20s 
 
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 Apresentação do resultado do ensaio de dureza HB. 
 242HBs 5/750/20 
 
5) Uma amostra de aço (cromo-niquel-molibdênio), DIN 17200, para confeccionar peças 
temperadas e revenidas, foi submetida a um ensaio HB, antes do tratamento térmico. 
A esfera de Ø2, 5 mm, de Carboneto de Tungstênio, e uma carga de 187,5 kgf. O tempo de 
ensaio foi d e12s. Calcular a HB. 
Esfera Ø2, 5 mm. 
Calcular a HB, apresentar corretamente o resultado, sabendo que o tempo de ensaio foi de 20 
segundos. 
 
Dados: 
Carga Q =187,5 kgf 
Diâmetro da esfera do penetrador D = 2,5 mm 
Diâmetro da calota impressa d = 0,625mm 
Tempo 12s 
 
 
 Apresentação do resultado do ensaio de dureza HB. 
 601HBw 2,5/187,5 
 
6) Uma amostra de uma liga de chumbo (GD-Pb59), DIN 17641, para confeccionar peças para 
aparelhos de medição, foi submetida a um ensaio HB. A esfera de Ø2, mm, de aço temperado, e 
uma carga de 20 kgf. O diâmetro médio da impressão foi 1,120 mm e o tempo de ensaio foi de 
45s. Calcular a HB. 
.Dados: 
Carga Q =20kgf 
Diâmetro da esfera do penetrador D = 2mm 
Diâmetro da calota impressa d = 1,120 mm 
Tempo 45s 
 
 
 Apresentação do resultado do ensaio de dureza HB. 
 18,6 HBw 2 /20/45 
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CONCEITUAÇÃO DO ENSAIO BRINELL 
 
De acordo com a equação acima, a dureza corresponde a uma tensão, o que permite estabelecer 
as relações entre dureza e outras propriedades mecânicas dos materiais, conforme será 
apresentado. Introduzindo-se a superfície da calota esférica na equação acima, tem-se: 
 
 
 
A compressão da esfera produz uma impressão permanente em forma de calota esférica de 
diâmetro d, que é medida por meio de um microscópio ou de uma lupa graduada com resolução 
maior ou igual a 0,1 mm. 
 
A medida de d, é a média de duas leituras do diâmetro da calota esférica tomadas a 90º uma da 
outra. 
Figura 1 – Determinação da dureza Brinell 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
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A dureza Brinell, representada por HB, é definida em Kgf/mm2 como o quociente entre a carga 
estática aplicada e a superfície da calota esférica. 
( impressão ou mossa ). 
 
 
A unidade Kgf/mm2 pode ser omitida tendo em vista que a dureza Brinell, não é um conceito 
físico não plenamente satisfatório, pois a força aplicada no material tem valores diferentes em cada 
ponto de aplicação também por constituir a manifestação combinada de várias outras 
propriedades inerentes ao material. 
 
Inicialmente J. A. Brinell propôs uma carga, F, igual a 3000 kgf e uma esfera de aço com 10 mm de 
diâmetro e as tabelas que fornecem diretamente a dureza Brinell, este ensaio é comumente 
chamado de ensaio padrão. 
 
Para evitar uma impressão muito grande ou profunda, nos metais mais moles, diminui-se a carga 
proporcionalmente valor do diâmetro da esfera. 
 
O mesmo tratamento deve ser dispensado para peças de porte pequeno, devido a proximidade 
entre a impressão e as bordas, ocasionando a deformação da impressão. Em chapas 
consideradas finas, deve ser observada a relação entre a profundidade do penetrador(p), e a 
espessura. 
As alterações da carga e do diâmetro da esfera devem ser feitas de acordo com as classes dos 
materiais, o que será visto mais a diante.. 
 
A norma ( ASTM E 10-93 ) recomenda utilizar as notações HBs, no caso de utilizar esfera de aço, 
e HBw, no caso de carboneto de tungstênio; a escolha depende da faixa de dureza do material a 
ser submetido ao ensaio. aplicação da carga é. Tanto a carga quanto o diâmetro da esfera 
depende do material, devendo tais parâmetros serem adequados ao tamanho, à espessura e à 
estrutura interna do corpo-de-prova. Na prática, o diâmetro da esfera é definido de acordo com o 
tipo de aplicação, sendo de 1mm a 10 mm que a variação possível desses diâmetros. Utilizam-se 
com maior freqüência esferas com diâmetro de 10 mm. 
 
O tempo, t, é geralmente de 30 segundos, conforme as normas, mas pode ser aumentado para até 
60 segundos, como no caso de metais de baixo ponto de fusão, como por exemplo o chumbo e 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
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suas ligas (HB ＜60), onde pode ocorrer o fenômeno da fluência (creep) durante a aplicação da 
carga e onde um tempo curto poderia não ser suficiente para dar uma calota esférica que 
realmente forneça uma indicação correta da verdadeira deformação plástica do metal. 
As normas inglesas da British Standards,entretanto, que exigem um tempo de 10 ou 15 segundos, 
para metais duros (HB＞300) em vez dos 30 segundos normais. 
No procedimento deste ensaio, a utilização dos cálculos da HB poderá ser desnecessária, pois 
existem tabelas que fornecem o valor da dureza Brinell, a partir dos diâmetros da impressão 
formada. Para utilizar o ensaio HB de modo mais abrangente no universo dos materiais da 
industria metalmecânica, ultrapassando as aplicações 
do ensaio padrão proposto por Brinell , parte-se do princípio que nos materiais homogêneos duas 
impressões feitas com cargas e esferas diferentes, são semelhantes entre si, 
 
 
 
 
 
 
 
A impressão com diâmetro d1 e ângulo Ø, obtida com a carga F1 é 
semelhantes a impressão com diâmetro d2 e ângulo Ø . 
 
Cargas e esferas diferentes podem obter diâmetros de impressão semelhantes 
e um mesmo angulo Ø. 
 
Para materiais homogêneos o uso de esferas de diâme tros diferentes e com 
cargas variáveis permite obter o mesmo valor da dur eza, desde que a relação 
F/ D ² seja constante . 
 
 
Verificou-se após estudos que os valores de dureza Brinell obtidos com diferentes cargas 
variavam muito pouco, desde que o diâmetro, da impressão ficasse no intervalo entre 0,25D a 
0,5D, sendo considerada ideal se o valor de d ficar na média entre esses dois valores), isto é, 
 
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para qualquer diâmetro de esfera utilizado, o diâmetro, d, correspondente deve cair sempre 
nesse intervalo. 
 
A Tabela mostra as pequenas variações obtidas na determinação da dureza Brinell, usando-se 
cargas e diâmetros diversos.Com objetivo de padronização, para se obter impressões de 
tamanho mensurável e sem distorções apreciáveis, foram fixados valores para a relação 
F/D ² para cada tipo de material. 
 
Tabela 7 Dureza Brinell para esferas de diferentes diâmetros [3] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
POSSÍVEIS CAUSAS DOS ERROS DE LEITURA : 
Os erros de leitura frequentemente ocorrem por: 
• Carga em excesso ou inadequada; 
• oxidação superficial (Carepa); 
• diâmetro da esfera (D) excessivo para material; 
• deficiência no apoio de contato; 
• preparação inadequada da superfície; 
Material Diâmetro da Diâmetro da Carga Dureza 
 esfera (mm) 
impressão 
(mm) (kgf) Brinell 
Aço A 10 6,3 3000 85 
 7 4,4 1470 85 
 5 3,13 750 87 
 1,19 0,748 42,5 86 
 
Aço B 10 4,75 3000 159 
 7 3,33 1470 158 
 5 2,35 750 163 
 1,19 0,567 42,5 158 
 
Aço C 10 3,48 3000 306 
 7 2,43 1470 308 
 5 1,75 750 302 
 1,19 0,411 42,5 311 
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• relação desfavorável F/D2 ; 
• tempo inadequado do ensaio; 
• falta de espessura ou área de impressão. 
 
 Quando é aplicada a carga estática, F, na superfície de um corpo de prova, ocorre uma 
deformação plástica. Ao cessar a ação da carga de ensaio imediatamente tem-se a ocorrência de 
uma recuperação elástica do material. Após essa recuperação, temos uma impressão final, que é 
resultado da alteração dimensional da calota impressa, cujo diâmetro de impressão se altera e do 
raio de curvatura da impressão aumenta, cessada a ação da carga de ensaio. 
 
Essa recuperação será tanto maior quanto mais duro for o metal, porque os metais muito duros 
possuem zona plástica reduzida, e consequentemente pouca deformação plástica,constituindo-se 
a recuperação elástica uma fonte importante de erros na medição da dureza dos materiais. 
 
 Para os metais recozidos que tenha grande capacidade de encruamento, pode acontecer que o 
diâmetro da impressão real seja diferente do diâmetro medido, devido a um “amassamento do 
metal pela esfera do penetrador, o que pode mascarar a calota esférica obtida”. 
 
 No caso inverso, em metais trabalhados a frio com pequena capacidade de encruamento, pode 
ocorrer uma “aderência “ das bordas do metal na esfera, de modo que o diâmetro medido fica 
maior que o diâmetro real. 
 
 Em se tratando de metais muito moles, para diminuir a distorção da impressão diminui-se a carga 
para obter uma impressão a mais circular possível, o que não é facilmente obtido. Portanto a 
media dos valores d pode não indicar com precisão a verdadeira dureza do metal. È aceitável 
uma variação dos dois diâmetros, d, medidos a 90° um do outro, de até 0,06mm. 
 
 Para metais muito duros, pode ocorrer alguma deformação da esfera de aço, que 
aproximadamente, deve ter uma dureza mais que 2,5 vezes a dureza do corpo de prova, a fim de 
evitar essa deformação causadora de erros. Acima de certa faixa de dureza, utiliza-se esfera de 
carboneto de tungstênio sintetizado. 
 
Foi mencionado na introdução desse trabalho que o ensaio de dureza é um ensaio não – 
destrutivo; entretanto, no caso da dureza Brinell, muitas vezes o tamanho da impressão, sendo 
relativamente grande, pode inutilizar a peça, sendo essa uma limitação por vezes séria a esse tipo 
de ensaio de dureza. 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 18 
 
Portanto é aconselhável sempre estar atento a estas variáveis. 
 
CRITÉRIO VISUAL DE ACEITAÇÃO DA IMPRESSÃO: 
 impressão ideal impressão irregular 
 
 ADICIONAIS SOBRE O ENSAIO DE DUREZA BRINELL 
 
- A norma brasileira para a realização do ensaio é a NBR 6394 (ABNT ), e a norma internacional 
de maior utilização no país é a ASTM E 10 – 93. 
- Deve-se observar, entre os centros de duas impressões vizinhas, um afastamento de, no 
mínimo, 4 d ( 4 vezes o diâmetro da calota esférica ) para ferrosos e 6d ( 6 vezes o diâmetro da 
calota esférica ) no caso de outros materiais; 
 
- A distância da impressão para a borda do corpo-de-prova deve ser de no mínimo 2,5 d no caso 
de ligas ferrosas e cobre e suas ligas e de 3 d nos outros metais e ligas; 
 
Espessura mínima de de corpo de prova segundo normas 
ASTM E 10 – 93. NBR 6394 
10x(profundidade do penetração) 17x (profundidade do penetração) 
 
Após o ensaio deve ser feito uma análise cuidadosa no verso do corpo de prova. 
A observância desses critérios visa garantir que a penetração do penetrador, não venha a 
compactar o material, e conseqüentemente mudando a característica do material. Assim não deve 
aparecer marca superficial no outro lado da amostra, conforme esquematizado abaixo : 
 
 
 
 
 
 
 
 
, 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 19 
 
 
 
 
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 
 
7) Uma empresa comprou um lote de chapas aço carbono com a seguinte especificação: 
espessura 4,0 mm e a dureza prevista é 180 HB. Sabendo-se que o durômetro por fornecimento 
do fabricante somente possue esferas de carboneto de tungstênio. O tempo de ensaio utilizado é o 
tempo padrão para o material. 
Estudar os parâmetros do ensaio HB. 
Dados 
o Dureza BRINELL 180 HB 
o Espessura da chapa 4,0 mm 
o Diâmetro da esfera 10 mm 
o Material da esfera carboneto de tungstênio 
o Material Aço (fator de carga) 30 
o Carga F= 3000 kgf 
 
Fórmulas 
 
 
a) Cálculo penetração da esfera no corpo de prova. 
p = 3 000 = 30.. = 0,53 mm 
 πx10x180 πx18 
 b) Cálculo da espessura mínima o ensaio HB 
e = 17x 0,53 mm = 9,02mm. 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 20 
 
A espessura (9,02mm) ultrapassa a espessura do corpo de prova.para este ensaio é maior que 
4mm. 
c) Conclusão 
As chapas não podem ser ensaiadas com os atuais parâmetros. 
 
8) Para poder realizar este ensaio é necessário que se escolham outros parâmetros de ensaio 
Dados 
o Diâmetro da esfera 2,5 mm 
o Carga de ensaio 187,5 kgf 
 
a) Cálculo penetração da esfera no corpo de prova. 
 
 
b) Cálculo da espessura mínima para o C.P. e = 17x0,13 mm = 2,25 mm 
 
c) Conclusão 
 
A espessura (2,25 mm) para este ensaio é menor que 4 mm, que é a espessura mínima. As 
chapas podem ser ensaiadas. 
d)Apresentação do resultado: 180 HB 2,5/187,59) Indique se o texto é verdadeiro ou falso. 
 
A correlação entre a dureza e o limite de resistência á tração é aproximada em virtude das 
diferentes composições químicas e processos de fabricação dos aços, podendo haver 
divergências entre os valores dos limites de resistência à tração. 
a) ( ) verdadeiro 
b) ( ) falso 
 
10) Uma amostra de aço (55nNiCrMoV6),para confeccionar peças para moldes de forjaria e 
prensa, foi submetida a um ensaio HB, antes do tratamento térmico. A esfera de Ø2, 0 mm, de 
Carboneto de Tungstênio, e uma carga de 120kgf. O tempo de ensaio foi de12s. 
Calcular a HB, apresentar corretamente o resultado, sabendo que o tempo de ensaio foi de 15 
segundos. 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 21 
 
Calcular a espessura mínima do corpo de prova 
Dados: 
Carga Q =120kgf 
Diâmetro da esfera do penetrador D = 2,0 mm 
Diâmetro da calota impressa d = 0,524 mm 
Tempo 15s 
 
 
 NBR 6394 ASTM E 10-93 
 
a) Apresentação do resultado da HB 547HB 2/120 
b) Espessura mínima 
NBR 6394 ASTM E 10-93 
Esp(min)=1,047mm Esp(min)=0, 40mm 
 
11) O valor da dureza é influenciado pelo encruamento. 
a) ( )verdadeiro 
b) ( )falso 
 
REPRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS 
Como já foi visto anteriormente, o número de dureza Brinell, deve ser seguido pelo símbolo HB e 
sem qualquer sufixo a seguir, estas condições de representação ocorrem quando o ensaio for 
executado da seguinte forma: 
� Valor da dureza 
� símbolo 
� Diâmetro da esfera 
� Carga 
� Duração de aplicação da carga 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 22 
 
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 
 
12) Num ensaio de dureza HB com esfera de aço temperado de 2,5mm e aplicação de uma 
carga de 62,5 kgf por 30s a dureza HB de 69. 
Representação: 69 HBs 2,5/62,5/30 
 
13) Interpretar a apresentação do resultado do ensaio, 
 220 HBw 5/750/20. 
o Valor da dureza Brinell HB 
o Diâmetro da esfera mm 
o Material da esfera = carboneto de Tungstênio 
o Carga kgf 
o Tempo do ensaio s 
 
14) Interpretar a apresentação do resultado do ensaio: 
o 495 HBw 10/3000 O tempo gasto no ensaio é o tempo padrão. 
o Valor da dureza Brinell 
o Diâmetro da esfera mm 
o Carga kgf 
o Tempo do ensaio s 
 
 Representação: 495HB 10 /3000 
 
15) Num ensaio de dureza HB com esfera de 2,5mm e aplicação de uma carga de 62,5 kgf 
por 30s a dureza HB de 69. 
Represente a seguir este resultado, a seguir. 
 
Representação: 69HB 2,5/62,5/30 
16) Interpretar a apresentação do resultado do ensaio ,120 HB, D= 5, F=250/30. 
 a) Valor da dureza Brinell HB = 120 HB 
 b) Diâmetro da esfera D = 5 mm 
 c) Carga F = 250 kgf 
 d) Tempo do ensaio T = 30 s 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 23 
 
CARGAS DE ENSAIO 
Teoricamente poder-se-ia usar qualquer carga ou quaisquer esferas para um mesmo material e 
obter-se-ia o mesmo resultado, porém verificou-se que existem certas restrições. Assim damos 
abaixo as normas a serem observadas no uso do método Brinell: 
 
O diâmetro da impressão deve estar conforme ( ASTM E 10 ) entre: 
0,24 D < d < 0,6 D 
Para manter esta relação deve-se determinar a carga alterando o diâmetro da esfera ou o valor 
da constante obtido na tabela de diâmetro x carga em relação do fator de carga utilizado. 
A carga usada e o diâmetro da esfera dependem da dureza do material a ser ensaiado. Assim, 
obtém-se o mesmo resultado para um mesmo material quando, além de se observar a relação 
acima, valor ( P/ D2 ) for constante. 
 
Temos então : P/ D2 = constante 
 P/D2 = 30 ; P/ D2 =10 ; P/ D2 =5 ; P/ D2 =2,5 ; P/ D2 =1,25 
 
Para determinar a carga : P = D2 x constante 
Onde: 
P = carga utilizado no ensaio 
D = diâmetro da esfera, 
Constante = conforme o tipo do material a ser ensaiado 
 
Normalmente, as cargas utilizadas para o ensaio de dureza Brinell, são : 3000 Kgf ou 500 Kgf, 
com esfera de 10 mm. 
De modo geral são utilizados para os grupos de materiais os graus de cargas indicados na tabela 
abaixo: 
Em relação ao fator de carga é escolhido em função ao tipo de material a ser ensaiado é escolhido 
a carga conforme tabela abaixo: 
 
Fator de carga 30 10 5 2,5 1,25 
Grupos de 
materiais para 
os quais devem 
ser 
preferencialmen
te empregados 
os graus de 
carga indicados 
Ligas ferrosas e 
ligas de alta 
resistência 
Metais e ligas não ferrosas 
Ferro Ligas de alumínio Alumínio Ligas de 
chumbo 
Ligas de chumbo 
Aço Ligas de cobre Magnésio estanho, Ligas de estanho 
Aço fundido Ligas de magnésio Cobre antimônio Metal patente 
Ferro fundido Ligas de zinco Zinco Metal patente 
Ligas de titânio Latões Latão 
 Cobre 
Níquel 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo: Ensaiar Ferro Fundido (fator de carga 30) poderá ser utilizado: 
 
 
DIÂMETRO DA 
ESFERA (mm) 
Fator de 
carga 
30 
Fator de carga 
10 
Fator de carga 
 5 
Fator de carga 
2,5 
10 3.000 1000 500 250 
5 750 250 125 62.5 
2,5 187.5 62.5 31.25 15.625 
2 120 40 20 10 
1 30 10 5 2,5 
 
 
Cálculo da carga em relação ao fator de carga e diâmetro da esfera: 
 
a) Material aço : P/ D2 = 30 utilizando esfera Ǿ 10 mm 
aço : P = 30 x 102 = 3000Kgf 
 
b) Material latão: P/ D2 = 30 utilizando esfera Ǿ 5 mm 
aço : P = 30 x 52 = 750Kgf 
 
c) Material duralumínio: P/ D2 = 30 utilizando esfera Ǿ 2,5mm 
aço : P = 30x 2,52 =187,5Kgf 
 
 
 
 
 
DIÂMETRO DA 
ESFERA (mm) 
Fator de 
carga 
30 
Fator de carga 
10 
Fator de carga 
 5 
Fator de carga 
2,5 
10 3.000 1000 500 250 
5 750 250 125 62.5 
2,5 187.5 62.5 31.25 15.625 
2 120 40 20 10 
1 30 10 5 2,5 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 25 
 
Para determinar a espessura mínima exigida para o método de dureza Brinell, utilizar 
a tabela abaixo : 
 
Espessura mínima do 
corpo de prova 
Dureza mínima para que o ensaio Brinell possa ser realizado 
com segurança 
mm 3000 Kgf 1500 Kgf 500 Kgf 
1,6 602 301 100 
3,2 301 150 50 
4,8 201 100 33 
6,4 150 75 25 
8,0 120 60 20 
9,6 100 50 17 
 
Faixas recomendadas de dureza Brinell para utilização conforme tabela abaixo: 
 
Diâmetro da esfera ( mm ) Força Faixa de dureza 
recomendada 
10 3000 Kgf 96 a 600 
10 1500Kgf 48 a 300 
10 500 Kgf 16 a 100 
 
Relação entre carga aplicada e diâmetro da esfera para ser utilizada no 
ensaio Brinell 
 ( adaptado de ASTM E 10-93 ) 
Símbolo Diâmetro 
da esfera 
( mm ) 
Constante 
Const. = P / D2 
Força P 
valor nominal 
HBs ( HBw ) 10 / 3000 10 30 29,42 KN 3000 Kgf 
HBs ( HBw ) 10 / 1500 10 15 14,71 KN 1500 Kgf 
HBs ( HBw ) 10 / 1000 10 10 9,807 KN 1000 Kgf 
HBs ( HBw ) 10 / 500 10 5 4,903 KN 500 kgf 
HBs ( HBw ) 10 / 250 10 2,5 2,452 KN 250 kgf 
HBs ( HBw ) 10 / 125 10 1,25 1,226 KN 125 kgf 
HBs ( HBw ) 10 / 100 10 1 980,7 N 100 kgf 
HBs ( HBw ) 5 / 750 5 30 7,355 KN 750 kgf 
HBs ( HBw ) 5 / 250 5 10 2,452 KN 250 kgf 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 26 
HBs ( HBw ) 5 / 125 5 5 1,226 KN 125 kgf 
HBs ( HBw ) 5 / 62,5 5 2,5 612,9 N 62,5 kgf 
HBs ( HBw ) 5 / 31,25 5 1,25 306,5 N 31,25 kgf 
HBs ( HBw ) 5 / 25 5 1 245,2 N 25 kgf 
HBs ( HBw ) 2,5 / 187,5 2,5 30 1,839 KN 187,5 kgf 
HBs ( HBw ) 2,5 / 62,5 2,5 10 612,9 N 62,5 kgf 
HBs ( HBw ) 2,5 / 31,25 2,5 5 306,5 N 31,25 kgf 
HBs ( HBw ) 2,5 / 15,62 2,5 2,5 153,2 N 15,62 kgf 
HBs ( HBw ) 2,5 / 7,82 2,51,25 76,61 N 7,82 kgf 
HBs ( HBw ) 2,5 / 6,25 2,5 1 61,29 N 6,25 kgf 
HBs ( HBw ) 2 / 120 2 30 1,177 KN 120 kgf 
HBs ( HBw ) 2 / 40 2 10 392,3 N 40 kgf 
HBs ( HBw ) 2 / 20 2 5 196,1 N 20 kgf 
HBs ( HBw ) 2 / 10 2 2,5 98,07 N 10 kgf 
HBs ( HBw ) 2 / 5 2 1,25 49,03 N 5 kgf 
HBs ( HBw ) 2 / 4 2 1 39,23 N 4 kgf 
HBs ( HBw ) 1 / 30 1 30 294,2 N 30 kgf 
HBs ( HBw ) 1 / 10 1 10 98,07 N 10 kgf 
HBs ( HBw ) 1 / 5 1 5 49,03 N 5 kgf 
HBs ( HBw ) 1 / 2,5 1 2,5 24,52 N 2,5 kgf 
HBs ( HBw ) 1 / 1,25 1 1,25 12,26 N 1,25 kgf 
HBs ( HBw ) 1 / 1 1 1 9,807 N 1 kgf 
 
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 
15) Uma amostra retirada, de um lote de chapas alumínio, tratado termicamente para ser 
endurecido, precisa ser avaliado através de ensaio em durômetro Brinell cujo fornecimento padrão, 
somente possue esferas de carboneto de tungstênio. 
De acordo com fornecedor do material a espessura de 4,0 mm e dureza brinell esperada é de 53 
HB. 
De acordo com o procedimento, o tempo de ensaio é de 35 s. 
Estudar os parâmetros do ensaio HB. 
Dados 
o Dureza Brinell (esperada) 53HB 
o Espessura da chapa 1,0 mm 
o Diâmetro da esfera 5 mm 
o Material da esfera carboneto de tungstênio 
o Material Alumínio(fator de carga) 10. 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 27 
 
Definição de outros parâmetros de ensaio 
a) Cálculo da carga do ensaio. 
 
 
 
b) Cálculo da penetração da esfera 
 
 
c) Cálculo da espessura mínima da chapa para o ensaio. 
 
A espessura mínima para esta carga e esfera, o ultrapassa a espessura do corpo de prova. As 
chapas não podem ser ensaiadas com os atuais parâmetros, tendo como conseqüências como a 
compactação do material e um resultado inverídico. 
 
16) Recalculo de outra carga de ensaio 
 
a) Cálculo da carga, mudando para esfera de diâmetro 2,5 mm. 
 
 
 
b) Cálculo penetração da esfera no corpo de prova. 
 
 
 
c) Cálculo da espessura mínima para o C.P. 
 ? 
d) Conclusão 
 A espessura mínima para este ensaio é( 2,50 mm), é menor que a espessura do material (4,0 
mm).A amostra pode ser ensaiadas, com estes novos parâmetros. 
 
VALOR DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO EM RELAÇÃO A DUREZA BRINELL 
A relação de dureza Brinell para resistência à tração é dada pela fórmula: 
Limite de resistência à tração ( σ ) = α.HB 
 Para cada material considerar valor α na tabela abaixo: 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 28 
 
Exemplo resistência à tração de um aço-carbono tratado termicamente com dureza de 350HB 
σ =0 ,34 .HB 
 σ = 0,34 . 350 = 119 kgf/mm²= 1177 Mpa 
 
 
 
 
Comparação com valores encontrados em manuais ASM* = American Society for Metals 
 
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 
 
17) Determinar o limite de resistência tração do bronze-alumínio (DIN17665), e classificar o 
material cujo resultado do ensaio de dureza é 210HB. 
 
a) cálculo do σ 
σ= 0,40 x HB 
σ= 0,40 x 210 = 84 kgf / mm² (valor calculado). 
 
b)Característica do material 
σ = 84 kgf / mm² (valor calculador ensaiado). 
 
c)Classificação dos materiais, conforme norma DIN: Cu Al 11Ni 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 29 
18) Determinar o limite de resistência à tração dos aços ao carbono com aplicação geral, 
conforme DIN 17100:aço carbono soldável,cementável e aço carbono temperável e revenível. 
 
Dados 
σ= α x HB 
α (aço-carbono)= 0,34 
α (aço-carbono tratado termicamente)= 0,33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19) Para de classificar um lote de material na recepção, o inspetor dispõem da nota fiscal com 
vários dados do fabricante. Entre eles está a faixa de dureza Brinell l. Com este dado como 
identificar se o material é aceitável ou não? 
 
Dados do material 
 
Aço para base estampos de corte segundo DIN 17210 
Valor tabelado do σ= 717,9 Mpa 
Faixa aceitável de HB 200 A 230 
Denominação: 17CrNiMo6 
α (aço cemetados)= 0,34 
 
a) cálculo dos limites máximo e mínimo(σ). 
σmin =0,34 x 200= 68,0 kgf/mm² 
σmáx=0,34 x 230= 78,2 kgf/mm² 
 Denominação Propriedades 
Norma 
USA 
NORMA 
 DIN 
HB σ 
Kgf/mm² 
Mpa 
 Norma 
astm 
Norma DIN HB σ 
kgf/mm² 
σ 
Mpa 
a) SAE 
1015 
St 33.2 97,0 33 323.63 
b) SAE 
1018 
St 33.2 100,0 34 333,44 
c) SAE 
1050 
St 50.2 151,5 50 
 
490,35 
d) SAE 
1060 
St 60.2 181,8 60 588,42 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 30 
 
b) conversão de unidades 
σmin =68,0 (kgf/mm²) x9,807=666,9 Mpa 
 
σmáx=0,34 x 230= 78,2(kgf/mm²) x9,807=766,9 Mpa 
c) parecer técnico 
 
O valor esperado do limite de resistência à tração do material encontra-se da faixa de valores 
especificado pelo fabricante. 
 
20) Indique se o texto é verdadeiro ou falso. 
 
A correlação entre a dureza e o limite de resistência á tração é aproximada em virtude das 
diferentes composições químicas e processos de fabricação dos aços, podendo haver 
divergências entre os valores dos limites de resistência à tração. 
a) ( ) verdadeiro 
b) ( ) falso 
 
21) De acordo com dados do fabricante a chapa de alumínio semi-duro (AlMg524) 
 
será conformada por embutimento.O ensaio tem por objetivo verificar se a dureza esta dentro da 
especificação para este processo de fabricação Calcular parâmetros do ensaio, e verificar as 
condições do material. 
Dados: 
o Material classe; fator de carga10. 
o Tensão limite de resistência à tração σ =24 kgf/mm² a 28 kgf/mm² 
o O durômetro somente dispõe de esfera de diâmetro 2,5mm de carboneto de tungstênio e 
carga máxima de 187,5 kgf. 
o A dureza ideal é 53 HB, com tolerância ± 2HB 
o Primeira medição da impressão d1= 1,295 mm.; Segunda impressão d2=1,095 mm 
,(medida posicionado a lupa graduada à 90º sobre d1). 
 
a) Cálculo da carga do ensaio 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 31 
 
b) Cálculo da diagonal média 
o Primeira medição d1= 1,295 mm. 
o Segunda impressão d2= 1,095 mm 
 
 d = d1+d2 
 2 
 
 d =1,295 +1,095 = 1,195 mm. 
 2 
 
d) Cálculo da dureza 
 
 
 
 
 
 
 f) Cálculo das tolerância máximas e mínimas admissíveis 
de acordo com a DIN 50150 (± 2) 
 
HBmax = 55,0 
HBmin = 51,0 
 
O valor esperado encontra-se dentro da faixa de val ores admissíveis. 
 
g) Cálculo do limite de resistência à tração 
 
 σ =24 kgf/mm² 
 σ =28 kgf/mm² 
 σ =052 x 52,366 kgf/mm²= 27kgf/mm² 
 
 O valor esperado encontra-se dentro da faixa de valores admissíveis 
 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 32 
 
DUREZA DOS MICRO-CONSTITUINTES DO AÇO 
 
Relação entre microconstituintes 
e dureza Brinell para aços-carbono 
Microconstituintes Dureza Brinell HB 
Ferrita 80 
Perlita grosseira 240 
Perlita fina 380 
Martensita 595 
 
Seria muito importante aprofundar este assunto 
DUREZA ESTIMADA BRINELL PARA AÇO EM RELAÇÃO A MICRO ESTRUTURA 
 
 Estime a dureza Brinell e o limite de resistência à tração de uma peça de aço ABNT 1020 
resfriada em forno, a partir da região austenítica. 
 
Sendo : 
Microconstituintes : ferrita e perlita grosseira 
Aplicando-se a regra da alavanca para a composição 0.2 % C no diagrama de equilíbrio Fe-C , ou 
através da análise metalografica, tem-se : 
 
75 % de ferrita (α ) 
25 % de perlita ( P ) 
Consultando o valor da dureza de cada micro constituinte e multiplicando pela porcentagem de 
cada fase: 
 
HB aço = % α . HB + % P . HB P 
HB aço = 0,75 . 80 + 0,25 . 240 
HB aço = 120 
σ = α.HB 
σ = 3,6.120 
σ = 463MPA 
Dureza Brinell em função do diâmetro da impressão para várias cargas 
 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 33 
 
TABELAS PARA DETERMINAÇÃO DA DUREZA BRINELL PARA ME DIÇÕES EM 
SUPERFÍCIES PLANAS. TABELA 5.1 A ÇOS LIGA NIQUEL e TITÂNIO 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 34 
 
TABELA 5.2 AÇOS CARBONO e FERROS FUN DIDO 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 35 
 
TABELA 5.3 LIGA DE Cu (BRONZE, LATÃO, BR ONZE-AL ) 
 
Apostila de EnsaiosMecânicos 
 36 
 
TABELA 5.4 ALUMÍNIO e LIGAS 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 37 
 
TABELA 3.5 CHUMBO e LIGAS 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 38 
Diâmet
ro 
impres
são 
mm 
Nº de Dureza Brinell Diâm
e 
tro 
impre
ssão 
mm 
Nº de Dureza Brinell Nº de 
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2,00 158 473 945 2,35 114 341 682 2,70 85,7 257 514 3,05 66,8 200 401 
2,01 156 468 936 2,36 113 338 676 2,71 85,1 255 510 3,06 66,4 199 398 
2,02 154 463 926 2,37 112 335 670 2,72 84,4 253 507 3,07 65,9 198 395 
2,03 153 459 917 2,38 111 332 665 2,73 83,8 251 503 3,08 65,5 196 393 
2,04 151 454 908 2,29 110 330 659 2,74 83,2 250 499 3,09 65,0 195 390 
2,05 150 450 899 2,40 109 327 653 2,75 82,6 248 495 3,10 64,6 194 388 
2,06 148 445 890 2,41 108 324 648 2,76 81,9 246 492 3,11 64,2 193 385 
2,07 147 441 882 2,42 107 322 643 2,77 81,3 244 488 3,12 63,8 191 383 
2,08 146 437 873 2,43 106 319 637 2,78 80,8 242 485 3,13 63,3 190 380 
2,09 144 432 865 2,44 105 316 632 2,79 80,2 240 481 3,14 62,9 189 378 
2,10 143 428 856 2,45 104 313 627 2,80 79,6 239 477 3,15 62,5 188 375 
2,11 141 424 848 2,46 104 311 621 2,81 79,0 237 474 3,16 62,1 186 373 
2,12 140 420 840 2,47 103 308 616 2,82 78,4 235 471 3,17 61,7 185 370 
2,13 139 416 832 2,48 102 306 611 2,83 77,9 234 467 3,18 61,3 184 368 
2,14 137 412 824 2,49 101 303 606 2,84 77,3 232 464 3,19 60,9 183 366 
2,15 136 408 817 2,50 100 301 601 2,85 76,8 230 461 3,20 60,5 182 363 
2,16 135 404 809 2,51 99,4 298 597 2,86 76,2 229 457 3,21 60,1 180 361 
2,17 134 401 802 2,52 98,6 296 592 2,87 75,7 227 454 3,22 59,8 179 359 
2,18 132 397 794 2,53 97,8 294 587 2,88 75,1 225 451 3,23 59,4 178 356 
2,19 131 393 787 2,54 97,1 291 582 2,89 74,6 224 448 3,24 59,0 177 354 
2,20 130 390 780 2,55 96,3 289 578 2,90 74,1 222 444 3,25 58,6 176 352 
2,21 129 386 772 2,56 95,5 287 573 2,91 73,6 221 441 3,26 58,3 175 350 
2,22 128 383 765 2,57 94,8 284 569 2,92 73,0 219 438 3,27 57,9 174 347 
2,23 126 379 758 2,58 94,0 282 564 2,93 72,5 218 435 3,28 57,5 173 345 
2,24 125 376 752 2,59 93,3 280 560 2,94 72,0 216 432 3,29 57,2 172 343 
2,25 124 372 745 2,60 92,6 276 555 2,95 71,5 215 429 3,30 56,8 170 341 
2,26 123 369 738 2,61 91,8 276 551 2,96 71,0 213 426 3,31 56,5 169 339 
2,27 122 366 732 2,62 91,1 273 547 2,97 70,5 212 423 3,32 56,1 168 337 
2,28 121 363 725 2,63 90,4 271 543 2,98 70,1 210 420 3,33 55,8 167 335 
2,29 120 359 719 2,64 89,7 269 538 2,99 69,6 209 417 3,34 55,4 166 333 
2,30 119 356 712 2,65 89,0 267 534 3,00 69,1 207 415 3,35 55,1 165 331 
2,31 118 353 706 2,66 88,4 265 530 3,01 68,6 206 412 3,36 54,8 164 329 
2,32 117 350 700 2,67 87,7 263 526 3,02 68,2 205 409 3,37 54,4 163 326 
2,33 116 347 694 2,68 87,0 261 522 3,03 67,7 203 406 3,38 54,1 162 325 
2,34 115 344 688 2,69 86,4 259 518 3,04 67,3 202 404 3,39 53,8 161 321 
 
 
Continuação 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 39 
Diâmet
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3,40 53,4 160 321 3,75 43,6 131 262 4,10 36,2 109 217 4,45 30,5 91,4 183 
3,41 53,1 159 319 3,76 43,4 130 260 4,11 36,0 108 216 4,46 30,3 91,0 182 
3,42 52,8 158 317 3,77 43,1 129 259 4,12 35,8 108 215 4,47 30,2 90,5 181 
3,43 52,5 157 315 3,78 42,9 129 257 4,13 35,7 107 214 4,48 30,0 90,1 180 
3,44 52,2 156 313 3,79 42,7 128 256 4,14 35,5 106 213 4,49 29,9 89,7 179 
3,45 51,8 156 311 3,80 42,4 127 255 4,15 35,3 106 212 4,50 29,8 89,3 179 
3,46 51,5 155 309 3,81 42,2 127 253 4,16 35,1 105 211 4,51 29,6 88,8 178 
3,47 51,2 154 307 3,82 42,0 126 252 4,17 34,9 105 210 4,52 29,5 88,4 177 
3,48 50,9 153 306 3,83 41,7 125 250 4,18 34,8 104 209 4,53 29,3 88,0 176 
3,49 50,6 152 304 3,84 41,5 125 249 4,19 34,6 104 208 4,54 29,2 87,6 175 
3,50 50,3 151 302 3,85 41,3 124 248 4,20 34,4 103 207 4,55 29,1 87,2 174 
3,51 50,0 150 300 3,86 41,1 123 248 4,21 34,2 103 205 4,56 28,9 86,8 174 
3,52 49,7 149 298 3,87 40,9 123 245 4,22 34,1 102 204 4,57 28,8 86,4 173 
3,53 49,4 148 297 3,88 40,6 122 244 4,23 33,9 102 203 4,58 28,7 86,0 172 
3,54 49,2 147 295 3,89 40,4 121 242 4,24 33,7 101 202 4,59 28,5 85,6 171 
3,55 48,9 147 293 3,90 40,2 121 241 4,25 33,6 101 201 4,60 28,4 85,4 170 
3,56 48,6 146 292 3,91 40,0 120 240 4,26 33,4 100 200 4,61 28,3 84,6 170 
3,57 48,3 145 290 3,92 39,8 119 239 4,27 33,2 99,7 199 4,62 28,1 84,4 169 
3,58 48,0 144 288 3,93 39,6 119 237 4,28 33,1 99,2 198 4,63 28,0 84,0 168 
3,59 47,7 143 286 3,94 39,4 118 236 4,29 32,9 98,8 198 4,64 27,9 83,6 167 
3,60 47,5 142 285 3,95 39,1 117 235 4,30 32,8 98,3 197 4,65 27,8 83,3 167 
3,61 47,2 142 283 3,96 38,9 117 234 4,31 32,6 97,8 196 4,66 27,6 82,9 166 
3,62 46,9 141 282 3,97 38,7 116 232 4,32 32,4 97,3 195 4,67 27,5 82,5 165 
3,63 46,7 140 280 3,98 38,5 116 231 4,33 32,3 96,8 194 4,68 27,4 82,1 164 
3,64 46,4 139 278 3,99 38,3 115 230 4,34 32,1 96,4 193 4,69 27,3 81,8 164 
3,65 46,1 138 277 4,00 38,1 114 229 4,35 32,0 95,9 192 4,70 27,1 81,4 163 
3,66 45,9 138 275 4,01 37,9 114 228 4,36 31,8 95,5 191 4,71 27,0 81,0 162 
3,67 45,6 137 274 4,02 37,7 113 226 4,37 31,7 95,0 190 4,72 26,9 80,7 161 
3,68 45,4 136 272 4,03 37,5 113 225 4,38 31,5 94,5 189 4,73 26,8 80,3 161 
3,69 45,1 135 271 4,04 37,3 112 224 4,39 31,4 94,1 188 4,74 26,6 79,9 160 
3,70 44,9 135 269 4,05 37,1 111 223 4,40 31,2 93,6 187 4,75 26,5 79,6 159 
3,71 44,6 134 268 4,06 37,0 111 222 4,41 31,1 93,2 186 4,76 26,4 79,2 158 
3,72 44,4 133 266 4,07 36,8 110 221 4,42 30,9 92,7 185 4,77 26,3 78,9 158 
3,73 44,1 132 265 4,08 36,6 110 219 4,43 30,8 92,3 185 4,78 26,2 78,5 157 
3,74 43,9 132 263 4,09 36,4 109 218 4,44 30,6 91,8 184 4,79 26,1 78,2 156 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 40 
 
Continuação 
Diâmet
ro 
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são 
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Nº de Dureza Brinell Diâmetro 
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4,80 25,9 77,8 156 5,14 22,4 67,1 134 5,48 19,5 58,4 117 5,82 17,0 51,1 102 
4,81 25,8 77,5 155 5,15 22,3 66,9 134 5,49 19,4 58,2 116 5,83 17,0 50,9 102 
4,82 25,7 77,1 154 5,16 22,2 66,6 133 5,50 19,3 57,9 116 5,84 16,9 50,7 101 
4,83 25,6 76,8 154 5,17 22,1 66,3 133 5,51 19,2 57,7 115 5,85 16,8 50,5 101 
4,84 25,5 76,4 153 5,18 22,0 66,0 132 5,52 19,2 57,5 115 5,86 16,8 50,3 101 
4,85 25,4 76,1 152 5,19 21,9 65,8 132 5,53 19,1 57,2 114 5,87 16,7 50,2 100 
4,86 25,3 75,8 152 5,20 21,8 65,6 131 5,54 19,0 57,0 114 5,88 16,7 50,0 99,9 
4,87 25,1 75,4 151 5,21 21,7 65,2 130 5,55 18,9 56,8 114 5,89 16,6 49,8 99,5 
4,88 25,0 75,1 150 5,22 21,6 64,9 130 5,56 18,9 56,6 113 5,90 16,5 49,6 99,2 
4,89 24,9 74,8 150 5,23 21,6 64,7 129 5,57 18,8 56,3 113 5,91 16,5 49,4 98,8 
4,90 24,8 74,4 149 5,24 21,5 64,4 129 5,58 18,7 56,1 112 5,92 16,4 49,2 98,4 
4,91 24,7 74,1 148 5,25 21,4 94,1 128 5,59 18,6 55,9 112 5,93 16,3 49,0 98,0 
4,92 24,6 73,8 148 5,26 21,3 63,9 128 5,60 18,6 55,7 111 5,94 16,3 48,8 97,7 
4,93 24,5 73,5 147 5,27 21,2 63,6 127 5,61 18,5 55,5 111 5,95 16,2 48,7 97,3 
4,94 24,4 73,2 146 5,28 21,1 63,3 127 5,62 18,4 55,2 110 5,96 16,2 48,5 96,9 
4,95 24,3 72,8 146 5,29 21,0 63,1 126 5,63 18,3 55,0 110 5,97 16,1 48,3 96,6 
4,96 24,2 72,5 145 5,30 20,9 62,8 126 5,64 18,3 54,8 110 5,98 16,0 48,1 96,2 
4,97 24,1 72,2 144 5,31 20,9 62,6 125 5,65 18,2 54,6 109 5,99 16,0 47,9 95,9 
4,98 24,0 71,9 144 5,32 20,862,3 125 5,66 18,1 54,4 109 6,00 15,9 47,7 95,5 
4,99 23,9 71,6 143 5,33 20,7 62,1 124 5,67 18,1 54,2 108 6,01 15,9 47,6 95,1 
5,00 23,8 71,3 143 5,34 20,6 61,8 124 5,68 18,0 54,0 108 6,02 15,8 47,4 94,8 
5,01 23,7 71,0 142 5,35 20,5 61,5 123 5,69 17,9 53,7 107 6,03 15,7 47,2 94,4 
5,02 23,6 70,7 141 5,36 20,4 61,3 123 5,70 17,8 53,5 107 6,04 15,7 47,0 94,1 
5,03 23,5 70,4 141 5,37 20,3 61,0 122 5,71 17,8 53,3 107 6,05 15,6 46,8 93,7 
5,04 23,4 70,1 140 5,38 20,3 60,8 122 5,72 17,7 53,1 106 6,06 15,6 46,7 93,4 
5,05 23,3 69,8 140 5,39 20,2 60,6 121 5,73 17,6 52,9 106 6,07 15,5 46,5 93,0 
5,06 23,2 69,5 139 5,40 20,1 60,3 121 5,74 17,6 52,7 105 6,08 15,4 46,3 92,7 
5,07 23,1 69,2 138 5,41 20,0 60,1 120 5,75 17,5 52,5 105 6,09 15,4 46,2 92,3 
5,08 23,0 68,9 138 5,42 19,9 59,8 120 5,76 17,4 52,3 105 6,10 15,3 46,0 92,0 
5,09 22,9 68,6 137 5,43 19,9 59,6 119 5,77 17,4 52,1 104 6,11 15,3 45,8 91,7 
5,10 22,8 68,3 137 5,44 19,8 59,3 119 5,78 17,3 51,9 104 6,12 15,2 45,7 91,3 
5,11 22,7 68,0 136 5,45 19,7 59,1 118 5,79 17,2 51,7 103 6,13 15,2 45,5 91,0 
5,12 22,6 67,7 135 5,46 19,6 58,9 118 5,80 17,2 51,5 103 6,14 15,1 45,3 90,6 
5,13 22,5 67,4 135 5,47 19,5 58,6 117 5,81 17,1 51,3 103 6,15 15,1 45,2 90,3 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 41 
 
APLICAÇÃO 
 
O método Brinell é usado especialmente para metais não ferrosos, ferro fundido, aço, produtos 
siderúrgicos em geral e peças não temperadas. É largamente empregado pela facilidade de 
aplicação, pois pode ser efetuado em qualquer máquina de ensaio de compressão e mesmo por 
aparelhos portáteis de baixo custo. Sua escala é contínua e sempre usada como referência de 
dureza. Mesmo durezas de certas peças temperadas são expressas pela escala Brinell. 
 
COMO ESCOLHER A ESFERA ADEQUADA CONFORME O TIPO DE MATERIAL A SER 
ENSAIADO 
Esfera Material a ser testado 
Aço alto carbono Dureza de até 500 HB 
Carboneto de tungstênio Dureza de até 700 HB 
Aço temperado de alto carbono Dureza entre 500 e 600 HB 
 
Pelo exposto acima vemos que certas ligas podem ser ensaiadas usando-se diferentes valores de 
P / D2. os resultados obtidos pelo método Brinell devem ser expressos sempre acompanhados 
das condições do ensaio, salvo quando se usa esfera de 10mm e carga de 3000 Kg. O uso do 
método Brinell é limitado pela dureza da esfera empregada. Assim , usando-se esfera de aço 
temperado, só é possível medir dureza até 450 Kgf /mm2 e para dureza acima deste valor até 650 
Kgf /mm2 , deve-se utilizar as esferas de carboneto de tungstênio. 
 
Devido ao tamanho da impressão formada , o ensaio pode ser considerado destrutivo; 
O penetrador deve ser polido e isento de defeitos na superfície, e o corpo-de-prova ( ou superfície ) 
deve estar liso e isento de substâncias como óxidos, carepas, sujeiras e óleos ; mais importante , a 
superfície deve ser plana, normal ( perpendicular ) ao eixo de aplicação da carga e bem apoiada 
sobre o suporte, evitando deslocamento durante o ensaio; 
Como a impressão formada abrange uma área maior do que a formada pelos outros ensaios de 
dureza, o ensaio de dureza Brinell é o único indicado para materiais com estrutura interna não-
uniforme, como por exemplo o ferro fundido cinzento. Por outro lado, o grande tamanho da 
impressão pode impedir o uso desse teste em peças pequenas; 
 
O ensaio de dureza Brinell não é adequado para caracterizar peças que tenham sofrido 
tratamentos superficiais, como por exemplo cementação, pois a penetração pode ultrapassar a 
camada cementada e gerar erros nos valores obtidos; 
Para metais de grande capacidade de encruamento, podem ocorrer um amassamento das bordas 
da impressão e a leitura de um diâmetro menor do que o real ; 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 42 
 
Ao contrário, em metais que tenham sido trabalhados a frio a ponto de apresentarem pequena 
capacidade de encruamento, pode ocorrer uma aderência do metal à esfera de ensaio,com as 
bordas da calota esférica formada projetando-se ligeiramente para fora da superfície do corpo-de-
prova, provocando uma leitura de um diâmetro maior que o real. 
 
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 
 
Foram escolhidas da linha de produtos cinco peças para serem ensaiadas, com finalidade de 
definir os parâmetros de ensaio Brinell, mais adequados à geometria e o material de cada uma 
peças.O durômetro é capaz de fazer o ensaio padrão e todos os demais,de acordo com as cargas 
e diâmetros de esferas.Definir os parâmetros das peças nº1,n°2,nº3,nº4 e nº5. 22) Peça nº1 
 
Material ensaiado: aços par a ferramentas (E-W9Co10) 
PEÇA N° 01 punção de ferramenta de corte e dobra (não temperado) – trabalho à frio. 
Fator de carga: 30 
Dureza Brinell: 632 HB 
Limite de resistência à tração σ=208.56kgf/mm² = 2045,34MPA 
Tempo de ensaio: 15 s 
Penetrador de carboneto de tungstênio 
Ø da esfera 10 mm 5 mm 2,5 mm 2,0mm 1,0 mm 
Carga ensaio 3000 kgf 
29421N 
750 kgf 
7355N 
187,5kgf 
1838N 
120kgf 
1177N 
30kgf 
294N 
Diâmetros 
da impressão 
2,44mm 1,22 mm 0,61mm 0,488mm 0,244mm 
Esp. mínima 2,569mm 1,284 mm 0,644mm 0,514mm 0,257 mm 
DESIGNAÇÃO: 632 HBw 10/3000 
 
23) Peça nº2 
Material ensaiado: aço SAE 1070 
PEÇA N° 02 Aço para ferramentas de cortar e talha r (manual) 
Fator de carga: 15 
Dureza Brinell: 224 HB 
Limite de resistência à tração σ=76,16 kgf/mm² = 746,90 MPA 
Carga de ensaio:375 kgf Diâmetro da esfera:5 mm 
Tempo de ensaio: 20 s 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 43 
Penetrador de aço temperado 
Diâmetros da 
esfera 
10 mm 5 mm 2,5 mm 2,0mm 1,0 mm 
Carga de 
ensaio 
1500 kgf 
14710N 
375 kgf 
3677N 
95kgf 
932N 
60kgf 
588N 
15 kgf 
147 N 
Ø da esfera 2,89mm 1,445mm 0,7225mm 0,578 mm 0,289 mm 
Esp. mínima 3,624 1,812mm 0,906mm 0,725 mm 0,362 mm 
DESIGNAÇÃO: 224 HBs 5 /375 / 20 
 
24) Peça nº3 
Material ensaiado: aço SAE 1020 
PEÇA N° 06 eixo torneado para rodízio de baixa r otação 
Fator de carga: 10 
Dureza Brinell: 92,8HB 
Limite de resistência à tração: σ=31,55 kgf/mm² = 309,4MPA 
Carga de ensaio:62,5 kgf Diâmetro da esfera:2,5 mm 
Tempo de ensaio: 25 s 
Penetrador de aço temperado 
Ø da esfera 10 mm 5 mm 2,5 mm 2,0mm 1,0 mm 
Carga de 
ensaio 
1000 kgf 
9807 N 
250 kgf 
2451,75 N 
62,5 kgf 
612,94 N 
40 kgf 
392,28 N 
10 kgf 
98,07 N 
Ø impressão 3,64 1,820 mm 0,9100 mm 0,728 mm 0,364 mm 
Esp. mínima 5,831 mm 2,916 mm 1,469 mm 1,186 mm 0,583 mm 
DESIGNAÇÃO: 92,8HBs 2,5 / 62,5 / 25 
25) Peça nº4 
Material ensaia do: latão fundido(G -Cu 55 Zn Al 4) DIN 1709 
PEÇA N° 04 Componente de corpo de bomba dosadora pressão de descarga 10 bar 
Fator de carga: 5 
Dureza Brinell: 36,4HB 
Limite de resistência à tração: σ=31,55 kgf/mm² = 309,4MPA 
Carga de ensaio:20 kgf Diâmetro da esfera:2,0 mm 
Tempo de ensaio: 30s 
Penetrador de aço temperado 
Ø esfera 10 mm 5 mm 2,5 mm 2,0mm 1,0 mm 
Carga de 500 kgf 125kgf 31 kgf 20kgf 5 kgf 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 44 
ensaio 4903,5 N 1225,87N 304,02 N 196,14N 49,03 N 
 Ø impressão 4,09 mm 2,045 mm 1,0225 mm 0,818 mm 0,409 mm 
Esp. mínima 7,433mm 3,717 mm 1,843 mm 1,487mm 0,743 mm 
DESIGNAÇÃO: 36,4HBs 2,0 / 20 /30 
 
26) Peça nº5 
Material ensaiado: alumínio (G-Cu 55 Zn Al 4) DIN 1709 
PEÇA N° 05 Componente de corpo de bomba dosadora pressão de descarga 10 bar 
Fator de carga: 2,5 
Dureza Brinell: 15,10HB 
Limite de resistência à tração: σ=31,55 kgf/mm² = 309,4MPA 
Carga de ensaio: 2,5 kgf Diâmetro da esfera:1,0 mm 
Penetrador de aço temperado 
Tempo de ensaio:45s 
Ø da esfera 10 mm 5 mm 2,5 mm 2,0mm 1,0 mm 
Carga de 
ensaio 
250 kgf 
9807 N63 kgf 
2451,75 N 
16 kgf 
612,94 N 
10kgf 
392,28 N 
2,5kgf 
98,07 N 
Ø impressão 4,47 mm 2,235 mm 1,1175 mm 0,894 mm 0,447 mm 
Esp. minima 8,959mm 4,5151 mm 2,294 mm 1,792 mm 0,896 mm 
DESIGNAÇÃO: 15,1 HBs 2,5/ 16/ 45 
 
27) Peça nº6 
Material ensaiado: chumbo DIN 1709 
PEÇA N° 06 Componente de corpo de bomba dosadora pressão de descarga 10 bar 
Fator de carga: 1 
Dureza Brinell: 4,75HB 
Limite de resistência à tração: σ=31,55 kgf/mm² = 309,4MPA 
Carga de ensaio: 2,5 kgf Diâmetro da esfera:1,0 mm 
Penetrador de aço temperado 
Ø da esfera 10 mm 5 mm 2,5 mm 2,0mm 1,0 mm 
Carga de 
ensaio 
100kgf 
9807 N 
25 kgf 
2451,75 N 
6kgf 
612,94 N 
4kgf 
392,28 N 
1,0kgf 
98,07 N 
Ø impressão 5,00 mm 2,500 mm 1,2500 mm 1,000 mm 0,500 mm 
Esp.a mínima 11,39mm 5,696mm 2,724m 2,278 1,139 
DESIGNAÇÃO: 4,75 HBs 10/ 100 / 60 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 45 
 
VERIFICAÇÃO DA CALIBRAÇÃO DAS MÁQUINAS 
Existem dois métodos de calibração, que são : Método Direto e Método Indireto 
- Método Direto: Verificação individual da aplicação da carga, do penetrador e da medição do 
diâmetro da impressão; 
- Método Indireto: Verificação através do método de blocos padronizados. 
 
Devido à disponibilidade e à rapidez de uma medição, a verificação da calibração das máquinas 
com blocos padronizados é a mais utilizada pelo usuário do equipamento. Uma máquina de ensaio 
de dureza Brinell usada para ensaios de rotina deve ser examinada, periodicamente, fazendo-se 
uma série de impressões no bloco padrão. 
 
PADRÃO DE DUREZA 
 a) Fabricação 
Devem atender aos seguintes requisitos de fabricação : 
- A espessura do bloco deve variar em função do diâmetro da esfera, na forma como se segue: 
 Espessura > 16 mm para esfera com 10 mm de diâmetro 
 Espessura > 12 mm para esfera com 5 mm de diâmetro 
 
- Desmagnetização , se o bloco for de aço. 
 - De acabamento superficial, onde a superfície de teste deve ser livre de risco e com tolerâncias 
de rugosidade. 
- Homogeneidade e estabilidade de sua estrutura cristalina através de tratamento térmico. 
- De identificação da superfície de teste. 
 
PADRONIZAÇÃO 
A dureza dos blocos padronizados deve ser medida numa máquina de ensaio de dureza Brinell 
que tenha sido aferida segundo o método ASTM E 4. 
 
IDENTIFICAÇÃO 
Cada bloco deve ter estampado no seu corpo as seguintes identificações: 
 - Média aritmética dos valores de dureza encontrados na calibração, e o tipo de esfera utilizada; 
- Nome ou marca do fornecedor.; 
- Número de série do bloco, e o ano de calibração; 
- A espessura do bloco ou uma marca padronizada na superfície de teste. 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 46 
 
NORMALIZAÇÃO DO MÉTODO 
Os métodos de ensaios para determinação da dureza Brinell, de verificação das máquinas e de 
calibração dos blocos padrões, estão normalizados pelo método do ASTM E 10. 
 
ERRO DE MEDIÇÃO 
 
 
Diâmetro da impressão “ d “ ( mm ) Erro de medição 
< 0,2 ± 0,001 mm 
> 0,2 ± 0,5 % do diâmetro da impressão 
 
 
Para manter reduzido o erro de medição do diâmetro da impressão , a ampliação “V” total deve 
preencher a seguinte condição : 
 
50 < V. d >150 
 
A tabela abaixo apresenta os valores de ampliação total em função das faixas de diâmetro da 
impressão 
 
Diâmetro da impressão ( mm Ampliação total ( x ) 
5,0 a 7,0 10 
2,0 a 6,0 25 
1,0 a 3,0 50 
0,5 a 1,5 100 
0,25 a 0,75 200 
0,125 a 0,375 400 
 
 
MEDIDORES PORTÁTEIS PARA ENSAIO DE DUREZA BRINELL 
 
Os medidores portáteis de dureza Brinell tipo “POLDI”, operam pela comparação das impressões, 
provocadas simultaneamente no material testado e numa barra padrão de dureza conhecida por 
uma esfera de aço de 10 mm de diâmetro, pelo impacto de um martelo sobre um dispositivo de 
impacto ou haste do medidor. De forma idêntica ao método convencional, são feitas duas leituras 
de cada impressão por meio de uma lupa graduada, e com os diâmetros médios da barra padrão e 
da peça determina-se, por tabelas ou cálculo, a dureza da peça. 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 47 
 
Se a dureza for determinada por cálculo, a relação abaixo é utilizada, 
 
 
 HB1 = Dureza da barra padrão 
 HB2 = Dureza do material testado 
 d 1 =Diâmetro da impressão na barra padrão 
 d 2 = Diâmetro da impressão no material testado 
 
Os fabricantes destes medidores recomendam que a barra padrão seja de dureza maior em 
relação ao material testado , bem como recomendam que o diâmetro da impressão não 
ultrapasse 4 mm . 
O método não possui a precisão do ensaio convencional, porém é satisfatório, entre outras 
aplicações, na verificação de dureza de soldas após o tratamento térmico destas. 
Dependendo do fabricante esses medidores podem se apresentar conforme os modelos mostrados 
na tabela abaixo: 
 
ENSAIO DE DUREZA POR IMPACTO POLDI-DUREZA BRINELL 
 
 
Tabela 
para 
aço 
Diâmetro da impressão na barra padrão em milímetros ( mm ) 
1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 
D
iâ
m
et
ro
 d
a 
im
pr
es
sã
o 
na
 a
m
os
tr
a 
em
 
1,
6 
258 292 327 36
5 
40
6 
44
7 
49
2 
53
8 
 
1,
7 
225 255 286 31
9 
35
4 
39
1 
43
0 
47
1 
51
3 
55
8 
 
1,
8 
197 223 251 28
0 
31
1 
34
4 
37
9 
41
5 
45
2 
49
2 
53
3 
 
1,
9 
156 197 222 24
8 
27
6 
30
5 
33
6 
36
6 
40
1 
43
7 
47
3 
51
1 
55
1 
 
2,
0 
140 167 197 22
1 
24
5 
27
2 
29
9 
32
8 
25
8 
39
0 
42
2 
45
7 
49
2 
52
9 
 
2,
1 
119 142 169 19
7 
22
0 
24
3 
26
8 
29
4 
32
1 
34
9 
37
9 
41
0 
44
1 
47
6 
50
9 
54
5 
 
2,
2 
101 122 145 17
0 
19
7 
21
9 
24
1 
26
4 
28
9 
31
4 
34
1 
36
9 
39
8 
42
8 
46
0 
49
2 
52
5 
56
0 
 
2,
3 
 105 125 14
7 
17
1 
19
7 
21
9 
23
9 
26
1 
28
5 
30
9 
33
5 
36
1 
38
8 
41
6 
44
6 
47
6 
50
8 
54
0 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 48 
2,
4 
 108 12
7 
14
9 
17
2 
19
7 
21
7 
23
7 
25
9 
28
1 
30
4 
32
9 
35
3 
37
9 
40
5 
43
3 
46
2 
49
2 
52
3 
55
4 
 
2,
5 
 11
1 
13
0 
15
0 
17
3 
19
7 
21
6 
23
6 
25
6 
27
7 
29
9 
32
2 
34
6 
37
0 
39
6 
42
2 
45
0 
47
8 
50
6 
53
6 
 
2,
6 
 97 11
4 
13
2 
15
2 
17
4 
19
7 
21
5 
23
4 
25
4 
27
4 
29
5 
31
7 
33
9 
36
3 
38
7 
41
2 
43
8 
46
5 
49
2 
52
0 
54
9 
2,
7 
 10
0 
11
7 
13
4 
15
4 
17
5 
19
7 
21
5 
23
3 
25
2 
27
1 
29
2 
31
2 
33
4 
35
6 
37
9 
40
2 
42
7 
45
2 
47
9 
50
5 
2,
8 
 10
3 
11
9 
13
6 
15
5 
17
6 
19
7 
21
4 
23
2 
25
0 
26
8 
29
7 
30
8 
32
8 
35
0 
37
1 
39
4 
41
8 
44
1 
46
7 
2,
9 
 10
6 
12
1 
13
8 
15
6 
17
7 
19
7 
21
4 
23
1 
24
8 
26
6 
28
5 
30
3 
32
3 
34
3 
36
5 
38
6 
40
9 
43
2 
3,
0 
 10
8 
12
3 
14
0 
15
8 
17
7 
19
7 
21
3 
22
9 
24
6 
26
3 
28
1 
29
9 
31
8 
33
8 
35
8 
37
9 
40
0 
3,
1 
 97 11
0 
12
5 
14
2 
15
9 
17
8 
19
7 
21
2 
22
8 
24
4 
26
1 
27
8 
29
6 
31
4 
33
3 
35
2 
37
2 
3,
2 
 99 11
3 
12
8 
14
4 
15
0 
17
8 
19
7 
21
2 
22
7 
24
3 
25
9 
27
5 
29
2 
31
0 
32
8 
34
7 
3,
3 
 10
1 
11
5 
12
9 
14
5 
16
1 
17
9 
19
7 
21
2 
22
6 
24
1 
25
7 
27
3 
28
9 
30
6 
32
3 
3,
4 
 10
4 
11
7 
13
1 
14
6 
16
3 
18
0 
19
7 
21
1 
22
5 
24
0 
25
5 
27
0 
29
6 
30
3 
3,5 
 10
6 
11
5 
13
3 
14
7 
16
3 
18
0 
19
7 
21
1 
22
5 
23
9 
25
3 
25
8 
28
3 
3,
6 
 96 10
8 
12
1 
13
5 
14
9 
16
5 
18
1 
19
7 
21
0 
22
4 
23
8 
25
2 
26
5 
3,
7 
 97 11
0 
12
3 
13
6 
15
0 
16
5 
18
1 
19
7 
21
0 
22
3 
23
6 
25
0 
3,
8 
 10
1 
11
2 
12
4 
13
7 
15
1 
16
5 
18
2 
19
7 
21
0 
22
3 
23
6 
3,
9 
 10
2 
11
4 
12
6 
13
9 
15
2 
16
7 
18
2 
19
7 
20
9 
22
1 
4,
0 
Exemplo: 
Ø impressão na barra padrão 2mm 
Ø impressão na amostra 2,3 mm 
Valor encontrado na tabela 125 
Valor de correção da barra padrão 1,035 
Dureza Brinell corrigida = 125 x 1,035 = 129,37 
 
 Resposta = 129HB 
 10
5 
11
5 
12
7 
14
0 
15
4 
15
8 
18
2 
19
7 
20
9 
4,
1 
 96 10
6 
11
7 
12
9 
14
1 
15
4 
15
8 
18
2 
19
7 
4,
2 
 98 10
8 
11
9 
13
1 
14
3 
15
5 
15
9 
18
3 
4,
3 
 10
0 
11
0 
12
1 
13
2 
14
4 
15
5 
16
9 
4,
4 
 10
1 
11
1 
12
2 
13
3 
14
5 
15
7 
4,
5 
 10
3 
11
3 
12
3 
13
4 
14
6 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 49 
4,
6 
 96 10
5 
11
5 
12
5 
13
6 
4,
7 
 99 10
7 
11
5 
12
6 
4,
8 
 10
0 
10
6 
11
7 
4,
9 
 10
1 
11
0 
5,
0 
Nota : Observar o valor de correção impresso na barra padrão, 
este valor varia conforme a barra padrão 
 10
2 
5,
1 
 95 
5,
2 
 
5,
3 
 
5,
4 
 
 
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO DE DUREZA BRINELL 
28) Como regra geral, os durômetros portáteis medem um único tipo de dureza? 
a) ( )verdadeiro 
b) ( ) falso 
29) O Poldi é um durômetro que mede a dureza Vickers. 
( )verdadeiro 
( )falso 
 
30)Na dureza Brinell o penetrador é um cone e diamante com ponta cônica arredondada com raio 
de 0,2 mm com inclinação de 120° 
( )verdadeiro 
( )falso 
 
31)Quais os tipos de informações que devem ser gravadas numa barra padrão para o durômetro 
Poldi, para determinação de dureza Brinell? 
 
32)Os métodos de dureza que se baseiam na medição de profundidade de impressão são: 
 a) ( ) Apenas o método Brinell 
 b) ( ) Apenas o método Vickers 
 c) ( )Os métodos vickers e Rockwell 
 d) ( ) Os métodos vickers e Brinelll 
 e) ( )NRA 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 50 
 
33) Assinale: 
 
(B) Brinell, (R) Rockwell, (V) Vickers, (K) Knoop conforme a aplicação nos respectivos métodos de 
dureza. 
a) ( )Penetrador cônico de diamante, cônico, com 136° e escala de dureza 15T. 
b)( ) Penetrador esférico,de carboneto de tungstênio, com 10 mm de diâmetro e carga 3000 kgf. 
c)( ) Penetrador com esfera de aço temperado deØ1/16” e carga de 60 kgf. 
d)( ) Penetrador de aço esférico temperado de Ø2,5 mm e carga de 187 kgf. 
e) ( )Penetrador cônico de diamante de base piramidal quadrada,com 136° entre faces e carga 
de 60 kgf. 
f) ( )Penetrador cônico de aço temperado, com 90° de conicidade, e carga de 3000 kgf. 
g) ( )Penetrador cônico de diamante com faces com inclinação diferenciadas de 173°30’ e 
130’.. 
 
h) ( )Utiliza como penetrador é uma barra(martelo) com uma ponta arredondada de diamante, 
que cai de cerca de 100 mm de altura. 
 
EQUIPAMENTOS 
 
o PORTÁTEIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 51 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DE BANCADA 
 
PROCEDIMENTOS DE ENSAIO 
 
1- Identificar o tipo de material e o processo de fabricação do CP; 
2- Avaliar o acabamento superficial do CP; 
3- Dimensionar CP ( cilindricidade e/ou paralelismo); 
4- Testar parte de fixação CP e acessórios; 
5- Fixar CP na máquina; 
6- Escolher o diâmetro da esfera 
7- Calcular a espessura mínima; 
8- Determinar a constante em função do tipo de material a ensaiar; 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 52 
 
9- Determinar a carga; 
10- Realizar o ensaio, observar velocidade de acionamento e tempo de aplicação da carga; 
11- Término do ensaio; 
12- Retirar o CP; 
13- Medir o diâmetro da impressão; 
14- Calcular o valor da dureza ou consultar tabela; 
15- Para fazer outro ensaio deve ser observado as distâncias entre as impressões; 
 
EXECUÇÃO DO ENSAIO 
 
- O ensaio de dureza Brinell deve ser executado em temperatura ambiente entre 18º C e 28º C; 
- È recomendável que se empregue a maior esfera permitida pelo corpo de prova; 
- O corpo de prova deve repousar de forma rígida sobre o suporte, afim de evitar deslocamentos 
no decorrer do ensaio; 
- Escolhidas a força e a esfera de ensaio, o corpo de prova é movimentado através do parafuso 
em direção ao penetrador, até ser alcançada a posição de ensaio que é geralmente indicada no 
manual de utilização do aparelho e que se caracteriza por um suave contato entre a superfície 
de ensaio e a esfera, sem provocar no primeiro deformação perceptível; 
- Em seguida é aplicada a força de ensaio de modo uniforme, isenta de choques e cuja 
totalização deve se dar num intervalo de tempo mínimo de 5 segundos; 
- Esperar o tempo para realizar a deformação conforme condições de ensaio; 
- Obedecer as distâncias entre calotas e distâncias entre bordas da peça e calotas ; 
- Retirar o corpo de prova e medir os diâmetros das impressões. 
 
RESULTADOS 
 
No relatório de ensaio deve constar: 
- Número da Norma utilizada; 
- Identificação do corpo de prova; 
- Dureza brinell obtida, sendo que valores abaixo de 25 HB devem ser arredondados para 0,1 
unidades e valores acima para 1 unidade; 
- Designação abreviada das condições de ensaio conforme designação ex. 120Hb 5/250/30; 
- Posição do local de ensaio, caso seja especificado; 
- Temperatura de ensaio,caso seja divergente da estabelecida nesta norma. 
 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 53 
 
 
SÍNTESE DO ENSAIO DE DUREZA 
 
 
 
NORMAS REFERENTES AO ENSAIO DE DUREZA BRINELL 
 
Número Assunto 
NBR NM 187-1 Calibração de máquinas de medir dureza brinell 
NBR NM 187-2 
NBR NM 187-3 Calibração de blocos-padrão a serem usados na 
calibração de máquinas de medir dureza brinell. 
 
ASTM E 140 
 
Stadard Hardness Conversion for Metalls. 
ASTM E 110 
 
Stadard Method of indentation for Hardness of Metallic 
Materials by Portable Hardness Testers 
ASME 10-93 
NBR - 6394 
Distanicas normalizadas entre impressões 
ISO 6506-81 
JIS Z 2243 
 
Métodos de ensaio 
ISO 726-82 
JIS B 7736 
 
Padrão de dureza 
 
ISO 156-82 
JIS B 7724 
 
durômetros 
 
Apostila de Ensaios Mecânicos 
 54 
 
 
 
 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS DO MÉTODO E TÉCNICAS DO ENSAIO 
O segundo tipo de dureza por penetração foi introduzido por Rockwell. Oferece vantagens 
significativas em termos praticidade, versatilidades e repetitividade, que fazem desse tipo de 
método de medição de dureza ser de grande uso internacional. 
 
Na dureza Rockwell, o resultado é lido diretamente na máquina de ensaio, eliminando o tempo 
necessário para a medição da impressão sendo, portanto, um ensaio mais rápido e menos 
sujeito de erros operacionais. Utilizando penetradores relativamente menores, tornando 
impressão menos prejudicial à peça ensaiada, entre suas aplicações está a de parar avaliar 
pequenas diferenças de dureza numa mesma região de uma peça. 
 
A rapidez do ensaio torna-o mais apropriado para usos em linhas de produção, para verificação 
de tratamentos térmicos ou superficiais e para laboratório. 
A dureza Rockwell pode ser realizada em dois tipos de máquinas, que só se diferenciam pela 
precisão de seus componentes, tendo ambas a mesma técnica de operação;