O documento discute os ensaios de dureza, especificamente o ensaio de dureza Brinell. A dureza é a resistência de um material à deformação plástica e depende das ligações atômicas. O ensaio de dureza Brinell mede a dureza aplicando uma carga controlada em uma esfera de aço na superfície do material e medindo o diâmetro resultante. Quanto maior o diâmetro da impressão em relação à carga aplicada, mais macio é o material.

1. Ensaios dos Materiais
(Ensaio de dureza)
Prof. Christian Mariani

2. Ensaio de Dureza
Dureza é a propriedade mecânica cujo conceito se
segue à resistência que um material, quando
pressionado por outro ou por marcadores
padronizados, apresenta ao risco ou à formação de
uma marca permanente.
Relaciona-se assim um valor numérico à superfície
deformada ou à profundidade. Esta relação baseia-se na
tensão do penetrador para vencer a resistência do
material.

3. Ensaio de Dureza
A dureza depende diretamente das forças de
ligações atômicas do material;
Os sólidos metálicos e iônicos são mais
duros se comparados aos moleculares
(plásticos);
Diversos fatores podem variar a dureza de
um metal (deformação plástica, tratamento
térmico, tratamento superficial).

4. Ensaio de Dureza
Classificando as durezas tem-se:
Dureza por risco;
Dureza por rebote;
Dureza por penetração.

5. Ensaio de Dureza
Dureza ao risco
Pouco utilizado nos materiais metálicos;
Entre os ensaios o mais conhecido é a dureza
Mohs, utilizando como padrão a dureza de dez
minerais. Esta tem uma escala de 1 a 10;
Outro método é a dureza Bierbaum (K), onde
mede-se a largura do risco em mícron (λ):
2
4
10
K
λ
=

6. Ensaio de Dureza
Dureza 1 - Talco
Dureza 2 - Gesso

7. Ensaio de Dureza
Dureza 3 - Calcita
Dureza 4 - Fluorita

8. Ensaio de Dureza
Dureza 5 - Apatita
Dureza 5 - Ortoclásio

9. Ensaio de Dureza
Dureza 7 - Quartzo
Dureza 8 - Topázio

10. Ensaio de Dureza
Dureza 9 - Córindom
Dureza 10 - Diamante

11. Ensaio de Dureza
Dureza por rebote
É um ensaio dinâmico realizado pela queda livre de um
êmbolo com ponta padronizada de diamante.
Destaca-se a dureza Shore. Barra de aço padronizada
com 2,5N e ponta arredondada de diamante. Liberada a
uma altura de 256 mm e pela inversão do movimento
de queda mede-se a dureza.
Portátil e passível de ser utilizado em diversas situações
até mesmo em altas temperaturas.

12. Ensaio de Dureza

13. Ensaio de Dureza
Dureza por penetração
Os tipos de ensaios mais comuns para os
materiais metálicos são:
• Brinell (HB)
• Rockwell (HR)
• Vickers (HV)
• Microdureza Knoop (HK)
Cada uma dessas durezas têm sua
particularidade.

14. Ensaio de Dureza
Dureza Brinell
Foi proposto por J. A. Brinell em 1900.
Consiste na aplicação de uma esfera carregada
(de aço ou carboneto de tungstênio) na
superfície de um metal. A dureza é o quociente
da carga pela área, como em tensão.
( ) 



 −−⋅⋅π
⋅
⋅=
22
dDDD
P2
102,0HB
D – diâmetro da esfera
P – carga (N)
d – diâmetro da impressão

15. HB = 2 x P .
3,14 x D (D-(D²-d²)¹/ 2
)
D – diâmetro da esfera (2,5 mm para
durômetro HPO)
P – carga (Kgf)
d – diâmetro da impressão (milésimo
de mm para durômetro HPO 250)

16. Ensaio de Dureza
Dureza Brinell

17. Ensaio de Dureza
Dureza Brinell
A norma é a NBR-6394 (ABNT);
Devido a impressão o ensaio é tido como destrutivo;
O penetrador deve ser polido e isento de defeitos e a
superfície tem de estar limpa e deve ser plana;
É o único indicado para estruturas internas não
uniformes;
Dificuldades em peças pequenas;
Não adequado para peças com tratamentos superficiais;
Para materiais de grande capacidade de encruamento
pode haver erros de medição ( d’ < d), em materiais
deformados a frio o contrário poderá acontecer (d’ > d).

18. Ensaio de Dureza
Dureza Brinell
A conversão de dureza em
resistência é necessário em
casos onde não se dispõe
de máquinas de tração e
vice-versa.
Existe uma constante
experimental que
correlaciona essas
grandezas, como pode ser
visto no diagrama ao lado.

19. Ensaio de Dureza
Dureza Brinell
Valores experimentais para a constante em
alguns materiais
Material Constante
Aço carbono 3,60
Aço carbono tratado termicamente 3,40
Aço liga tratado termicamente 3,30
Latão encruado 3,45
Cobre recozido 5,20
Alumínio e sua ligas 4,00

20. Ensaio de Dureza
Dureza Brinell
Relação entre microconstituintes e a dureza
Brinell para aços carbono
Microconstituinte
s
Dureza Brinell - HB
Ferrita 80
Perlita grosseira 240
Perlita fina 380
Martensita 595