Porque é que medimos a dureza dos materiais? Compreender a comparação entre as escalas de dureza Rockwell (HRC) e Brinell (HB) é crucial para selecionar os materiais certos em engenharia. Este artigo explora as diferenças entre estes dois testes de dureza comuns, explicando as suas aplicações e métodos de conversão. No final, saberá como interpretar estes valores de dureza para uma melhor seleção de materiais nos seus projectos.
A dureza é um indicador de desempenho utilizado para medir a suavidade ou a dureza dos materiais. Existem muitos métodos de teste de dureza, cada um com princípios diferentes, resultando em valores e significados de dureza que não são exatamente iguais.
O mais comum é o ensaio de dureza por indentação de carga estática, nomeadamente, a dureza Brinell (HB), a dureza Rockwell (HRA, HRB, HRC), a dureza Vickers (HV) e a dureza da borracha plástica Shore (HA, HD), entre outras. Estes valores de dureza representam a resistência da superfície do material a ser indentada por um objeto duro.
A dureza Leeb (HL) e a dureza Shore (HS) mais populares pertencem ao ensaio de dureza por ressalto, representando os seus valores a magnitude do trabalho de deformação elástica do metal.
Por conseguinte, a dureza não é uma quantidade física pura, mas um indicador de desempenho abrangente que reflecte a elasticidade, a plasticidade, a resistência e a tenacidade do material.
O código para dureza do metal (Dureza) é H. Dependendo do método de ensaio de dureza,
A dureza Brinell (HB) é geralmente utilizada quando o material é mais macio, como os metais não ferrosos ou o aço antes do tratamento térmico ou após recozimento. A dureza Rockwell (HRC) é geralmente utilizada para materiais com dureza mais elevada, como a dureza pós-tratamento térmico.
A dureza Brinell (HB) utiliza uma determinada carga de teste para pressionar uma esfera de aço endurecido ou uma esfera de liga dura de um determinado diâmetro na superfície metálica a ser testada, mantê-la durante um tempo especificado, depois descarregar e medir o diâmetro da indentação na superfície testada.
O valor da dureza Brinell é o quociente obtido dividindo a carga pela área da superfície esférica da indentação.
Normalmente, consiste em: utilizar uma determinada carga (geralmente 3000 kg) para pressionar uma esfera de aço endurecido de um determinado tamanho (geralmente 10 mm de diâmetro) na superfície do material, mantê-la durante algum tempo, descarregar, e o rácio entre a carga e a sua área de indentação é o valor da dureza Brinell (HB), a unidade é kgf/mm2 (N/mm2).
A dureza Rockwell (HR-) utiliza a profundidade de deformação plástica da indentação para determinar o índice do valor da dureza. Uma unidade de dureza é 0,002 mm.
Quando HB > 450 ou a amostra é demasiado pequena, o ensaio de dureza Brinell não pode ser utilizado e deve ser adoptada a medição da dureza Rockwell.
Utiliza um cone de diamante com um ângulo de 120° ou uma esfera de aço com um diâmetro de 1,59, 3,18 mm, sob uma determinada carga, para pressionar a superfície do material a ser testado, e a dureza do material é calculada a partir da profundidade da indentação.
De acordo com a dureza diferente do material de ensaio, esta é expressa em três escalas diferentes:
Além disso:
(1)HRC refere-se à escala Rockwell C.
(2)HRC e HB são amplamente utilizados na produção.
(3)A gama HRC é HRC 20-67, equivalente a HB225-650.
Se a dureza for superior a este intervalo, é utilizada a escala de dureza Rockwell A HRA. Se a dureza for inferior a este intervalo, é utilizada a escala de dureza Rockwell B HRB. O limite superior da dureza Brinell é HB650, não podendo exceder este valor.
(4) O indentador da escala C do testador de dureza Rockwell é um cone de diamante de 120°, e a carga de teste é um valor fixo, o padrão chinês é 150 kgf.
O indentador do aparelho de teste de dureza Brinell é uma esfera de aço endurecido (HBS) ou um liga dura bola (HBW), e a carga de ensaio varia com o diâmetro da bola, indo de 3000 a 31,25 kgf.
(5) A dureza Rockwell tem pequenas reentrâncias, o valor medido é local, o valor médio deve ser obtido através da medição de vários pontos, adequado para produtos acabados e chapas finas, pertencendo à categoria de ensaios não destrutivos.
A indentação da dureza Brinell é maior, o valor medido é exato, não é adequado para produtos acabados e placas finas, geralmente não pertencendo à categoria de ensaios não destrutivos.
(6) O valor da dureza Rockwell é um número sem nome, sem unidade. (Por conseguinte, é incorreto referir-se à dureza Rockwell em termos de graus).
A dureza Brinell tem uma unidade e tem uma certa relação aproximada com a resistência à tração.
(7) A dureza Rockwell é apresentada diretamente no mostrador ou pode ser apresentada digitalmente, é conveniente para operar, rápido, intuitivo, adequado para a produção em massa.
A dureza Brinell requer a medição do diâmetro da indentação com um microscópio e, em seguida, a consulta da tabela ou o cálculo, a operação é mais complicada.
(8) Em determinadas condições, a HB e a HRC podem ser convertidas consultando a tabela. A fórmula de cálculo mental pode ser recordada aproximadamente como: 1HRC≈1/10HB.
De acordo com a norma alemã DIN50150, apresenta-se abaixo a tabela de comparação da resistência à tração com a dureza Vickers, a dureza Brinell e a dureza Rockwell para a gama de materiais de aço normalmente utilizada:
Resistência à tração Rm N/mm2 | HV | HB | CDH |
| 250 | 80 | 76.0 | – |
| 270 | 85 | 80.7 | – |
| 285 | 90 | 85.2 | – |
| 305 | 95 | 90.2 | – |
| 320 | 100 | 95.0 | – |
| 335 | 105 | 99.8 | – |
| 350 | 110 | 105 | – |
| 370 | 115 | 109 | – |
| 380 | 120 | 114 | – |
| 400 | 125 | 119 | – |
| 415 | 130 | 124 | – |
| 430 | 135 | 128 | – |
| 450 | 140 | 133 | – |
| 465 | 145 | 138 | – |
| 480 | 150 | 143 | – |
| 490 | 155 | 147 | – |
| 510 | 160 | 152 | – |
| 530 | 165 | 156 | – |
| 545 | 170 | 162 | – |
| 560 | 175 | 166 | – |
| 575 | 180 | 171 | – |
| 595 | 185 | 176 | – |
| 610 | 190 | 181 | – |
| 625 | 195 | 185 | – |
| 640 | 200 | 190 | – |
| 660 | 205 | 195 | – |
| 675 | 210 | 199 | – |
| 690 | 215 | 204 | – |
| 705 | 220 | 209 | – |
| 720 | 225 | 214 | – |
| 740 | 230 | 219 | – |
| 755 | 235 | 223 | – |
| 770 | 240 | 228 | 20.3 |
| 785 | 245 | 233 | 21.3 |
| 800 | 250 | 238 | 22.2 |
| 820 | 255 | 242 | 23.1 |
| 835 | 260 | 247 | 24.0 |
| 850 | 265 | 252 | 24.8 |
| 865 | 270 | 257 | 25.6 |
| 880 | 275 | 261 | 26.4 |
| 900 | 280 | 266 | 27.1 |
| 915 | 285 | 271 | 27.8 |
| 930 | 290 | 276 | 28.5 |
| 950 | 295 | 280 | 29.2 |
| 965 | 300 | 285 | 29.8 |
| 995 | 310 | 295 | 31.0 |
| 1030 | 320 | 304 | 32.2 |
| 1060 | 330 | 314 | 33.3 |
| 1095 | 340 | 323 | 34.4 |
| 1125 | 350 | 333 | 35.5 |
| 1115 | 360 | 342 | 36.6 |
| 1190 | 370 | 352 | 37.7 |
| 1220 | 380 | 361 | 38.8 |
| 1255 | 390 | 371 | 39.8 |
| 1290 | 400 | 380 | 40.8 |
| 1320 | 410 | 390 | 41.8 |
| 1350 | 420 | 399 | 42.7 |
| 1385 | 430 | 409 | 43.6 |
| 1420 | 440 | 418 | 44.5 |
| 1455 | 450 | 428 | 45.3 |
| 1485 | 460 | 437 | 46.1 |
| 1520 | 470 | 447 | 46.9 |
| 1555 | 480 | (456) | 47.7 |
| 1595 | 490 | (466) | 48.4 |
| 1630 | 500 | (475) | 49.1 |
| 1665 | 510 | (485) | 49.8 |
| 1700 | 520 | (494) | 50.5 |
| 1740 | 530 | (504) | 51.1 |
| 1775 | 540 | (513) | 51.7 |
| 1810 | 550 | (523) | 52.3 |
| 1845 | 560 | (532) | 53.0 |
| 1880 | 570 | (542) | 53.6 |
| 1920 | 580 | (551) | 54.1 |
| 1955 | 590 | (561) | 54.7 |
| 1995 | 600 | (570) | 55.2 |
| 2030 | 610 | (580) | 55.7 |
| 2070 | 620 | (589) | 56.3 |
| 2105 | 630 | (599) | 56.8 |
| 2145 | 640 | (608) | 57.3 |
| 2180 | 650 | (618) | 57.8 |
| 660 | 58.3 | ||
| 670 | 58.8 | ||
| 680 | 59.2 | ||
| 690 | 59.7 | ||
| 700 | 60.1 | ||
| 720 | 61.0 | ||
| 740 | 61.8 | ||
| 760 | 62.5 | ||
| 780 | 63.3 | ||
| 800 | 64.0 | ||
| 820 | 64.7 | ||
| 840 | 65.3 | ||
| 860 | 65.9 | ||
| 880 | 66.4 | ||
| 900 | 67.0 | ||
| 920 | 67.5 | ||
| 940 | 68.0 |
| Barcol | Brinell | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 mm | 5 kg | B | |||||
| 934-1 | 500 kg | B | E | F | H | |||
| 35 | 21 | 32 | ||||||
| 36 | 22 | 35 | ||||||
| 37 | 23 | 37 | ||||||
| 38 | 24 | 40 | ||||||
| 39 | 25 | 42 | ||||||
| 40 | 25 | 26 | 45 | |||||
| 41 | 25 | 27 | 47 | |||||
| 42 | 26 | 28 | 49 | |||||
| 43 | 27 | 29 | 51 | |||||
| 44 | 27 | 30 | 54 | |||||
| 45 | 28 | 30 | 56 | |||||
| 46 | 29 | 31 | 58 | |||||
| 47 | 30 | 32 | 23 | 60 | ||||
| 48 | 30 | 33 | 0.7 | 26 | 62 | |||
| 49 | 31 | 34 | 1.3 | 28 | 64 | |||
| 50 | 32 | 35 | 1.9 | 31 | 66 | |||
| 51 | 33 | 36 | 2.5 | 34 | 68 | |||
| 52 | 34 | 38 | 3.1 | 36 | 70 | |||
| 53 | 35 | 39 | 3.6 | 39 | 30 | 72 | ||
| 54 | 37 | 40 | 4.2 | 41 | 34 | 73 | ||
| 55 | 38 | 41 | 4.7 | 44 | 37 | 75 | ||
| 56 | 39 | 43 | 5.3 | 46 | 40 | 77 | ||
| 57 | 40 | 44 | 5.8 | 48 | 43 | 78 | ||
| 58 | 42 | 45 | 6.3 | 50 | 46 | 80 | ||
| 59 | 43 | 47 | 6.8 | 53 | 48 | 82 | ||
| 60 | 45 | 49 | 7.3 | 55 | 51 | 83 | ||
| 61 | 46 | 50 | 7.8 | 57 | 54 | 85 | ||
| 62 | 48 | 52 | 8.3 | 59 | 56 | 86 | ||
| 63 | 50 | 54 | 8.8 | 61 | 59 | 88 | ||
| 64 | 51 | 56 | 9.2 | 63 | 61 | 89 | ||
| 65 | 53 | 58 | 9.7 | 65 | 63 | 90 | ||
| 66 | 55 | 60 | 10.1 | 67 | 66 | 92 | ||
| 67 | 57 | 62 | 10.6 | 69 | 68 | 93 | ||
| Barcol | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 mm | 5 kg | B | ||||
| 934-1 | 500 kg | B | E | F | H | ||
| 68 | 60 | 65 | 11 | 71 | 70 | 94 | |
| 69 | 62 | 67 | 11.4 | 73 | 72 | 95 | |
| 70 | 64 | 70 | 11.8 | 17 | 75 | 74 | 97 |
| 71 | 67 | 72 | 12.2 | 23 | 76 | 75 | 98 |
| 72 | 69 | 75 | 12.6 | 28 | 78 | 77 | 99 |
| 73 | 72 | 78 | 12.9 | 33 | 80 | 79 | 100 |
| 74 | 75 | 81 | 13.3 | 38 | 81 | 80 | 101 |
| 75 | 78 | 85 | 13.7 | 42 | 83 | 82 | 102 |
| 76 | 80 | 88 | 14 | 47 | 84 | 83 | 103 |
| 77 | 84 | 92 | 14.3 | 51 | 86 | 85 | 104 |
| 78 | 87 | 95 | 14.7 | 55 | 87 | 86 | 105 |
| 79 | 90 | 99 | 15 | 59 | 89 | 88 | 106 |
| 80 | 94 | 103 | 15.3 | 63 | 90 | 89 | 106 |
| 81 | 97 | 108 | 15.6 | 66 | 91 | 90 | 107 |
| 82 | 101 | 112 | 15.9 | 70 | 92 | 91 | 108 |
| 83 | 105 | 117 | 16.2 | 73 | 94 | 92 | 109 |
| 84 | 109 | 121 | 16.4 | 76 | 95 | 93 | 109 |
| 85 | 113 | 126 | 16.7 | 79 | 96 | 94 | 110 |
| 86 | 117 | 131 | 16.9 | 81 | 97 | 95 | 111 |
| 87 | 121 | 137 | 17.2 | 84 | 98 | 96 | 111 |
| 88 | 126 | 142 | 17.4 | 86 | 99 | 97 | 112 |
| 89 | 130 | 17.6 | 88 | 100 | 98 | 112 | |
| 90 | 135 | 17.8 | 90 | 101 | 98 | 113 | |
| 91 | 140 | 18 | 102 | 99 | 114 | ||
| 92 | 145 | 18.2 | 103 | 100 | |||
| 93 | 18.4 | 103 | 100 | ||||
| 94 | 18.6 | 104 | 101 | ||||
| 95 | 18.7 | 105 | 102 | ||||
| 96 | 18.9 | 106 | 102 | ||||
| 97 | 19 | 106 | 103 | ||||
| 98 | 19.2 | 107 | |||||
| 98 | 19.3 | 107 | |||||
| 100 | 19.4 | 108 | |||||
| HB | HV | HRA | HRB | CDH | DRH | HS | Resistência à tração MPa | |
| Esfera padrão | Esfera de carboneto de tungsténio | |||||||
| – | – | 940 | 85.6 | – | 68 | 76.9 | 97 | – |
| – | – | 920 | 85.3 | – | 67.5 | 76.5 | 96 | – |
| – | – | 900 | 85 | – | 67 | 76.1 | 95 | – |
| – | -767 | 880 | 84.7 | – | 66.4 | 75.7 | 93 | – |
| – | -757 | 860 | 84.4 | – | 65.9 | 75.3 | 92 | – |
| – | -745 | 840 | 84.1 | – | 65.3 | 74.8 | 91 | – |
| – | -733 | 820 | 83.8 | – | 64.7 | 74.3 | 90 | – |
| – | -722 | 800 | 83.4 | – | 64 | 73.8 | 88 | – |
| – | -712 | – | – | – | – | – | – | – |
| – | -710 | 780 | 83 | – | 63.3 | 73.3 | 87 | – |
| – | -698 | 760 | 82.6 | – | 62.5 | 72.6 | 86 | – |
| – | -684 | 740 | 82.2 | – | 61.8 | 72.1 | – | – |
| – | -682 | 737 | 82.2 | – | 61.7 | 72 | 84 | – |
| – | -670 | 720 | 81.8 | – | 61 | 71.5 | 83 | – |
| – | -656 | 700 | 81.3 | – | 60.1 | 70.8 | – | – |
| – | -653 | 697 | 81.2 | – | 60 | 70.7 | 81 | – |
| – | -647 | 690 | 81.1 | – | 59.7 | 70.5 | – | – |
| – | -638 | 680 | 80.8 | – | 59.2 | 70.1 | 80 | – |
| – | 630 | 670 | 80.6 | – | 58.8 | 69.8 | – | – |
| – | 627 | 667 | 80.5 | – | 58.7 | 69.7 | 79 | – |
| – | – | 677 | 80.7 | – | 59.1 | 70 | – | – |
| – | 601 | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | 77 | – |
| – | – | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | – | – |
| – | 578 | 615 | 79.1 | – | 56 | 67.7 | 75 | – |
| – | – | 607 | 78.8 | – | 55.6 | 67.4 | – | – |
| – | 555 | 591 | 78.4 | – | 54.7 | 66.7 | 73 | 2055 |
| – | – | 579 | 78 | – | 54 | 66.1 | – | 2015 |
| – | 534 | 569 | 77.8 | – | 53.5 | 65.8 | 71 | 1985 |
| – | – | 533 | 77.1 | – | 52.5 | 65 | – | 1915 |
| – | 514 | 547 | 76.9 | – | 52.1 | 64.7 | 70 | 1890 |
| -495 | – | 539 | 76.7 | – | 51.6 | 64.3 | – | 1855 |
| – | – | 530 | 76.4 | – | 51.1 | 63.9 | – | 1825 |
| – | 495 | 528 | 76.3 | – | 51 | 63.8 | 68 | 1820 |
| -477 | – | 516 | 75.9 | – | 50.3 | 63.2 | – | 1780 |
| – | – | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | – | 1740 |
| – | 477 | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | 66 | 1740 |
| -461 | – | 495 | 75.1 | – | 48.8 | 61.9 | – | 1680 |
| – | – | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | – | 1670 |
| – | 461 | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | 65 | 1670 |
| 444 | – | 474 | 74.3 | – | 47.2 | 61 | – | 1595 |
| – | – | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | – | 1585 |
| – | 444 | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | 63 | 1585 |
| 429 | 429 | 455 | 73.4 | – | 45.7 | 59.7 | 61 | 1510 |
| 415 | 415 | 440 | 72.8 | – | 44.5 | 58.8 | 59 | 1460 |
| 401 | 401 | 425 | 72 | – | 43.1 | 57.8 | 58 | 1390 |
| 388 | 388 | 410 | 71.4 | – | 41.8 | 56.8 | 56 | 1330 |
| 375 | 375 | 396 | 70.6 | – | 40.4 | 55.7 | 54 | 1270 |
| 363 | 363 | 383 | 70 | – | 39.1 | 54.6 | 52 | 1220 |
| 352 | 352 | 372 | 69.3 | -110 | 37.9 | 53.8 | 51 | 1180 |
| 341 | 341 | 360 | 68.7 | -109 | 36.6 | 52.8 | 50 | 1130 |
| 331 | 331 | 350 | 68.1 | -108.5 | 35.5 | 51.9 | 48 | 1095 |
| 321 | 321 | 339 | 67.5 | -108 | 34.3 | 51 | 47 | 1060 |
| 311 | 311 | 328 | 66.9 | -107.5 | 33.1 | 50 | 46 | 1025 |
| 302 | 302 | 319 | 66.3 | -107 | 32.1 | 49.3 | 45 | 1005 |
| 293 | 293 | 309 | 65.7 | -106 | 30.9 | 48.3 | 43 | 970 |
| 285 | 285 | 301 | 65.3 | -105.5 | 29.9 | 47.6 | – | 950 |
| 277 | 277 | 292 | 64.6 | -104.5 | 28.8 | 46.7 | 41 | 925 |
| 269 | 269 | 284 | 64.1 | -104 | 27.6 | 45.9 | 40 | 895 |
| 262 | 262 | 276 | 63.6 | -103 | 26.6 | 45 | 39 | 875 |
| 255 | 255 | 269 | 63 | -102 | 25.4 | 44.2 | 38 | 850 |
| 248 | 248 | 261 | 62.5 | -101 | 24.2 | 43.2 | 37 | 825 |
| 241 | 241 | 253 | 61.8 | 100 | 22.8 | 42 | 36 | 800 |
| 235 | 235 | 247 | 61.4 | 99 | 21.7 | 41.4 | 35 | 785 |
| 229 | 229 | 241 | 60.8 | 98.2 | 20.5 | 40.5 | 34 | 765 |
| 223 | 223 | 234 | – | 97.3 | -18.8 | – | – | |
| 217 | 217 | 228 | – | 96.4 | -17.5 | – | 33 | 725 |
| 212 | 212 | 222 | – | 95.5 | -16 | – | – | 705 |
| 207 | 207 | 218 | – | 94.6 | -15.2 | – | 32 | 690 |
| 201 | 201 | 212 | – | 93.8 | -13.8 | – | 31 | 675 |
| 197 | 197 | 207 | – | 92.8 | -12.7 | – | 30 | 655 |
| 192 | 192 | 202 | – | 91.9 | -11.5 | – | 29 | 640 |
| 187 | 187 | 196 | – | 90.7 | -10 | – | – | 620 |
| 183 | 183 | 192 | – | 90 | -9 | – | 28 | 615 |
| 179 | 179 | 188 | – | 89 | -8 | – | 27 | 600 |
| 174 | 174 | 182 | – | 87.8 | -6.4 | – | – | 585 |
| 170 | 170 | 178 | – | 86.8 | -5.4 | – | 26 | 570 |
| 167 | 167 | 175 | – | 86 | -4.4 | – | – | 560 |
| 163 | 163 | 171 | – | 85 | -3.3 | – | 25 | 545 |
| 156 | 156 | 163 | – | 82.9 | -0.9 | – | – | 525 |
| 149 | 149 | 156 | – | 80.8 | – | – | 23 | 505 |
| 143 | 143 | 150 | – | 78.7 | – | – | 22 | 490 |
| 137 | 137 | 143 | – | 76.4 | – | – | 21 | 460 |
| 131 | 131 | 137 | – | 74 | – | – | – | 450 |
| 126 | 126 | 132 | – | 72 | – | – | 20 | 435 |
| 121 | 121 | 127 | – | 69.8 | – | – | 19 | 415 |
| 116 | 116 | 122 | – | 67.6 | – | – | 18 | 400 |
| 111 | 111 | 117 | – | 65.7 | – | – | 15 | 385 |
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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