ROTEIRO ENSAIO DE DUREZA BRINELL E VICKERS_v Bruno_turma noturna

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ENSAIO DE DUREZA BRINELL E VICKERS 
Nome:Marcelo de Freitas Dantas n:171323718
Assinale a Turma: Produção Mecânica ( x )421 ( ) 422
Instruções Iniciais: 
1. Estas questões farão parte da avaliação do Laboratório da Disciplina de Propriedades
Mecânicas dos Materiais. Antes de realizar as atividades é fundamental ter assistido o
vídeo enviado.
2. Se não houver a entrega da atividade será apontada 3 faltas no seu diário de classe.
3. As respostas devem ser bem formuladas. Podem ser inseridos gráficos, tabelas e
figuras se acharem necessário;
4. Como este trabalho fará parte da avaliação deverá ser realizado individualmente. No
caso de questões com respostas semelhantes e compartilhamento de arquivos o seu
trabalho terá a nota zerada.
5. Para o envio, após a resolução gerar um arquivo PDF. O nome do arquivo deverá
iniciar pela sigla da sua turma (421 ou 422) seguido do seu nome completo. Exemplo:
421 Valdir Alves Guimarães ou 422 João Maria de Aquino.
6. O arquivo deverá ser enviado em até uma semana após o recebimento para
bx.freitas@unesp.br
7. Estarei disponível para solucionar dúvidas pelo WhatsApp: 12 99259-6147.
INTRODUÇÃO 
Os dois métodos de medida de dureza por penetração são bem semelhantes. 
Consistem em comprimir lentamente um “penetrador” sobre uma superfície plana e 
preferencialmente polida da amostra, com as faces opostas paralelas, através de uma 
carga “P”, durante um tempo “t”. Decorrido o tempo, retira-se a carga e mede-se as 
dimensões da impressão. O valor da dureza é calculado pela relação entre a carga e a 
área da impressão por meio de uma fórmula, que é própria de cada método. 
OBJETIVOS 
Familiarizar-se com os métodos de medida de dureza por penetração Brinell e 
Vickers, observando atentamente para as particularidades de cada método. Medir a 
dureza de diversas amostras metálicas, utilizando-se os dois métodos e comparar os 
resultados. 
mailto:bx.freitas@unesp.br
PROCEDIMENTO 
Método Brinell (ASTM E 10) 
1. Escolha do penetrador:
a) Utilizar esfera de aço temperado se HB < 450
b) Utilizar esfera de carbeto de tungstênio se 450 <HB < 650
2. Escolha da carga [kgf]
a) Aços e ferros fundidos: P/D2 = 30 - P = 187,5 kgf
b) Bronze e latão: P/D2 = 10 - P = 62,5 kgf (esferas: D = 10; 5; 2,5; 2 ou 1 mm )
c) Cobre a alumínio: P/D2 = 5 - P = 31,25 kgf(utilizar esfera de D = 2,5 mm)
d) Metais muito moles: P/D2 = 2,5 - P = 15,625 kgf
3. Tempo de aplicação da carga: existem dois critérios.
1º Critério - o tempo é definido em função do material 
Para materiais ferrosos: t = 10 a 15 seg. 
Para materiais não ferrosos: t = 30 seg. 
2º Critério – o tempo é definido em função da dureza 
HB < 60: 60 s 
60 < HB < 300: 30 s 
HB > 300: 10 a 15 s 
4. Aplicação da carga e leitura do diâmetro da impressão.
Identificado o material da amostra, escolhida a esfera e definido o diâmetro, a 
carga estará definido a através da relação P/D2, que é função do material. Basta aplicá-
la lentamente sobre a superfície da amostra e aguardar o tempo recomendado. 
Decorrido o tempo retira-se a carga e mede-se o diâmetro da impressão, que terá a 
forma de uma calota esférica. Deve-se medir o diâmetro da impressão em duas 
posições perpendiculares uma à outra e tirar a média das duas medidas. Com a média 
dos diâmetros das impressões calcula-se o valor da dureza utilizando-se a expressão 
HB =
P
πD
2
(D−√D2−d2) 
ou, se preferir, entra-se na tabela correspondente à carga e o 
diâmetro da esfera utilizados, com a média dos diâmetros das impressões e faz-se a 
leitura diretamente do valor da dureza. 
Como escrever os resultados do ensaio de dureza Brinell 
a) O valor obtido da dureza deve escrito com apenas três algarismos significativos,
seguido do símbolo HBW: H de hardness, B de Brinell, W o material da esfera, se for
tungstênio; se a esfera for de aço temperado escreve-se apenas o símbolo HB (ou HBS:
S de steel, mas não há necessidade de ser escrito) e das condições do ensaio (diâmetro
da esfera, carga e tempo de aplicação da carga, nesta seqüência).
Exemplos 
596 HBW 1/30/20 (dureza Brinell igual a 596, determinada com esfera de carbeto de 
tungstênio, com 1 mm de diâmetro, força de 30 kgf, aplicada durante 20 segundos). 
89,3 HB 2,5/187,5/30 (dureza Brinell igual a 89,3 determinada com esfera de aço 
temperado, esfera de 2, 5 mm de diâmetro, força de 187,5 kgf, aplicada durante 30 
segundos). 
b) Quando o tempo de aplicação da carga for de 10 a 15 segundos, não há necessidade
de indicar o tempo de aplicação da força.
Exemplos 
351 HB 5/750 (dureza Brinell igual a 250, determinada com esfera de aço temperado 
com diâmetro de 5 mm, força de 750 kgf e tempo de aplicação da força entre 10 a 15 
segundos). 
99,2 HB 2,5/187,5 (dureza Brinell igual a 99,2, determinada com esfera de aço 
temperado com diâmetro de 2,5 mm, força de 187,5 kgf e tempo de aplicação da força 
entre 10 a 15 segundos). 
c) Somente para os valores de dureza Brinell obtidos com esfera de 10 mm de
diâmetro, força de 3000 kgf e tempo de aplicação da força entre 10 a 15 segundos, não
há necessidade de indicar os parâmetros do ensaio após os símbolos HBW ou HB.
Exemplos 
420 HBW (dureza Brinell igual a 420 determinada com esfera de carbeto de tungstênio 
de 10 mm de diâmetro, carga de 3000 kgf e tempo de aplicação da carga entre 10 a 15 
segundos). 
350 HB (dureza Brinell igual a 350 determinada com esfera de aço temperado de 10 
mm de diâmetro, carga de 3000 kgf e tempo de aplicação da carga entre 10 a 15 
segundos). 
Método Vickers (ASTM E 92) 
O procedimento é semelhante ao do Método Brinell, porém mais simples. O 
penetrador é único de diamante e tem a forma de uma pirâmide regular de base 
quadrada com ângulos entre as faces opostas de 136º. A força varia de 1 a 120 kgf. A 
força normal de ensaio é de 30kgf e tempo de aplicação da força é de 10 a 15 
segundos. Podem ser utilizadas forças maiores ou menores, no intervalo de 1 a 120kgf. 
A superfície da amostra deve ser polida e isenta de óxidos para permitir a medida mais 
precisa das diagonais da impressão. Aplica-se lentamente a força escolhida e após 
decorrido o tempo recomendado ela é retirada. Mede-se as duas diagonais da 
impressão e obtém-se a média das medidas. Com essa média calcula-se o valor da 
dureza Vickers utilizando-se a expressão HV = 1,854xP/d2, sendo P o valor da força em 
[kgf] e d a média das diagonais da impressão em [mm], ou se preferir, entra-se na 
tabela, para a força utilizada, com o valor da média da impressão e lê o valor da 
dureza. 
Como escrever os resultados do ensaio de dureza Vickers 
a) O valor da dureza Vickers deve ser seguido do símbolo HV e dos números indicativos
da força e do tempo de duração da força.
Exemplo 
432 HV 30/20 (dureza Vickers igual a 432 obtida com uma força de 30 kgf aplicada 
durante 20 segundos). 
b) Se o tempo de aplicação da força for de 10 a 15 segundos, indica-se após o símbolo
HV apenas o valor da força, não há necessidade de indicar o tempo escrever o número
da dureza Brinell.de duração.
Exemplo 
385 HV 30 (dureza Vickers igual a 385 obtida com uma força de 30 kgf aplicada durante 
10 a 15 segundos). 
c) A ASTM E92 não estabelece o número de algarismos significativos que deve ser
utilizado para escrever o valor dureza Vickers obtido no ensaio. No entanto,
observando os exemplos dados na norma conclui-se que segue a mesma regra adotada
para escrever o número de dureza Brinell.
MATERIAL 
Conforme indicados na tabela 1 
Material Método Brinell Método Vickers 
Carga aplicada (kgf) Carga Aplicada (kgf) 
Aço 1045 CF 187,5 40 
Aço 1020 CF 187,5 40 
Aço 1045 recozido 62,5 40 
Aço 1020 recozido 62,5 20 
Liga Al 7050 62,5 20 
Liga Al 2024 62,5 20 
Aluminio 356 31,25 10 
Alumínio Comercial 31,25 10 
Latão 31,25 10 
Bronze 31,25 10 
RESULTADOS 
Tabela 2 – Resultados dos Ensaios de Dureza Vickers e Brinell 
Atividades: 
1. Preencha a Tabela 2 com as médias e responda as seguintes questões:
2. Uma empresa comprou um lote de chapas de aço com espessura de 3,8 mm edureza Brinell especificada HB=190. Essas chapas devem ser submetidas ao ensaio de
dureza Brinell para confirmar se estão de acordo com as especificações. Verifique se as
chapas podem ser ensaiadas usando a esfera de 10 mm como penetrador.
Aplicando as formulas temos:
3. 
abaixo.
7. Entre os métodos estudados qual é considerado o mais preciso? Justifique. 
Sendo assim para esta força, é necessário escolher outra esfera para realizar o ensaio 
de dureza.
3. Por que os aços recozidos apresentaram durezas inferiores quando comparados
com a mesma condição no estado como fornecido?
Devido a processos de fabricação as barras, chapas e tarugos de aço podem acumular 
tensões e apresentar microestruturas defeituosas com exagerado tamanho de grão e 
dureza elevada. O recozimento tem o objetivo de reduzir o máximo a dureza do aço. 
Um metodo muito comum é o recozimento pleno que consiste em elevar lentamente a 
temperatura do aço até aproximadamente 50 ºC acima da zona crítica, no caso dos 
aços com teor de carbono menor que 0,8%. A formação de austenita em alta 
temperatura destrói todas as estruturas existentes anteriormente ao aquecimento. No 
resfriamento formam-se a ferrita e a perlita grossa que garantem amolecimento do 
material. Para os aços com teor de carbono maior que 0,8% (52100) o recozimento é 
feito em temperatura 50 ºC acima do limite inferior da zona crítica.
4. Pesquise quais são os principais elementos de liga de cada uma das ligas de alumínio
estudadas e relacione abaixo.
5. Justifique a variação de dureza entre as ligas de alumínio estudadas.
Entre os elementos de ligas listados, o cobre é um dos elementos que mais promove
o aumento de dureza do alumínio pois a fase beta’ martensítica (70 HRB)
sensivelmente mais macia do que a mistura alfa e gama 2 perlítica (80 HRB). Essa
diferença de dureza reflete a influência da fase gama 2 muito dura, que confere
maior dureza à estrutura perlítica.
6. Pesquise quais são os principais elementos de liga do latão e do bronze e relacione
abaixo.
7. Entre os métodos estudados qual é considerado o mais preciso? Justifique.
O metodo de ensaio Vickers pode ser considerado o mais preciso pois os valores de 
dureza obtidos são independentes da carga aplicada, não sofre com o problema de 
recuperação elástica da amosta que ocorre com o ensaio Brinell, alem de possuir 
uma escala contínua e uma maior facilidade de medir o tamanho da impressão.
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