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Notas sobre Ensaios II

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Tópicos: Ensaio de Dureza | Equivalências de Durezas |

1) Ensaio de Dureza

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Pode-se definir dureza como a resistência que um material oferece à penetração de outro em sua superfície. Ao contrário do anterior (tração), o ensaio de dureza pode ser feito em peças acabadas, deixando apenas uma pequena marca, às vezes quase imperceptível. Essa característica faz dele um importante meio de controle da qualidade do produto.

Dureza Brinell

Seja um material, representado na parte inferior da Figura 1-I, que é submetido à ação de uma esfera de material duro.

D: diâmetro da esfera
F: força aplicada
d: diâmetro da cavidade no material


Fig 1-I

A dureza Brinell (HB) do material é calculada pela fórmula:

$$\text{HB} = {F \over \tfrac{1}{2}\pi D \left(D - \sqrt{D^2 - d^2}\right) } \tag{1A}$$
A unidade da dureza Brinell é a mesma da tensão mecânica (pascal ou outras). Para alguns materiais, a resistência à tração pode ser estimada a partir da dureza Brinell com relação:

$$\sigma_B = k\ \text{HB} \tag{1B}$$
A tabela abaixo dá alguns valores de k.

Material Aço-carbono Aço-liga Cobre, latão Bronze laminado Bronze fundido
k 0,36 0,34 0,40 0,22 0,23
Material Liga Al Cu Mg Liga Al Mg Outras ligas Mg Alumínio fundido -
k 0,35 0,44 0,43 0,26 -

Dureza Rockwell

Para materiais duros, o objeto penetrante é um cone de diamante com ângulo de vértice de 120°. Essa escala é denominada Rockwell C ou HRC. Com materiais semiduros ou macios é usada uma esfera de aço temperado de diâmetro 1/16". É a escala Rockwell B ou HRB. Em ambos os casos, é aplicada uma carga padrão definida em normas e a dureza é dada pela profundidade de penetração.

Dureza Vickers

É usada uma pirâmide de diamante com ângulo de diedro de 136° que é comprimida, com uma força arbitrária F, contra a superfície do material. Calcula-se a área S da superfície impressa pela medição das suas diagonais. E a dureza Vickers HV é dada por F / S. Existe uma proporcionalidade entre a força aplicada e a área e, portanto, o resultado não depende da força, o que é conveniente para medições em chapas finas, camadas finas (cementadas, por exemplo).

Dureza Janka

É uma variação do método Brinell, usada em geral para madeiras. É definida pela força necessária para penetrar, até a metade do diâmetro, uma esfera de aço de diâmetro 11,28 mm (0,444 in).


2) Equivalências de Durezas

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A tabela a seguir contém alguns valores. Observa-se que as durezas Brinell e Vickers são iguais (na prática) até o valor de 300. HV e HB são dados em kgf/mm2.

HV HB HRB HRC   HV HB HRB HRC   HV HB HRB HRC
80 80 36,4 - 265 265 - 25,4 600 - - 54,4
85 85 42,4 - 270 270 - 26,2 610 - - 54,9
90 90 47,4 - 275 275 - 26,9 620 - - 55,4
95 95 52 - 280 280 - 27,6 630 - - 55,9
100 100 56,4 - 285 285 - 28,3 640 - - 56,4
105 105 60 - 290 290 - 29 650 - - 56,9
110 110 63,4 - 295 295 - 29,6 660 - - 57,4
115 115 66,4 - 300 300 - 30 670 - - 57,9
120 120 69,4 - 310 - - 31,5 680 - - 58,4
125 125 72 - 320 - - 32,7 690 - - 58,9
130 130 74,4 - 330 - - 33,8 700 - - 59,3
135 135 76,4 - 340 - - 34,9 720 - - 60,2
140 140 78,4 - 350 - - 36 740 - - 61,1
145 145 80,4 - 360 - - 37 760 - - 61,9
150 150 82,2 - 370 - - 38 780 - - 62,7
155 155 83,8 - 380 - - 38,9 800 - - 63,5
160 160 85,4 - 390 - - 39,8 820 - - 64,3
165 165 86,8 - 400 - - 40,7 840 - - 65
170 170 88,2 - 410 - - 41,5 860 - - 65,7
175 175 89,6 - 420 - - 42,4 880 - - 66,3
180 180 90,8 - 430 - - 43,2 900 - - 66,9
185 185 91,8 - 440 - - 44 920 - - 67,5
190 190 93 - 450 - - 44,8 940 - - 68
195 195 94 - 460 - - 45,5 - - - -
200 200 95 - 470 - - 46,3 - - - -
205 205 95,8 - 480 - - 47 - - - -
210 210 96,6 - 490 - - 47,7 - - - -
215 215 97,6 - 500 - - 48,8 - - - -
220 220 98,2 - 510 - - 49 - - - -
225 225 99 - 520 - - 49,8 - - - -
230 230 - 19,2 530 - - 50,3 - - - -
235 235 - 20,2 540 - - 50,9 - - - -
240 240 - 21,2 550 - - 51,5 - - - -
245 245 - 22,1 560 - - 52,1 - - - -
250 250 - 23 570 - - 52,7 - - - -
255 255 - 23,8 580 - - 53,3 - - - -
260 260 - 24,6 590 - - 53,8 - - - -
HV HB HRB HRC   HV HB HRB HRC   HV HB HRB HRC
Referências
Bouché, Ch. Leitner, A. Sans, F. Dubbel. Manual da Construção de Máquinas. São Paulo, Hemus, 1979.
Faires, V. M. Elementos Orgânicos de Máquinas. Rio, Livros Técnicos, 1976.
Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. São Paulo, ABM, 1982.

Topo | Rev: Set/2009