Dureza HRC vs HB: Diferenças e conversão

O que é dureza?

A dureza é um índice de desempenho crucial usado para medir a resistência dos materiais à indentação ou à deformação causada por objetos duros. Essa propriedade é essencial em várias aplicações industriais, incluindo seleção de materiais, controle de qualidade e engenharia mecânica.

Métodos de teste de dureza

Os métodos de teste de dureza variam, cada um com princípios e implicações exclusivos por trás dos valores medidos. As principais categorias de testes de dureza incluem testes de indentação de carga estática e testes de dureza de rebote.

Testes de dureza por indentação de carga estática

1. Dureza Brinell (HB):
   • Comumente usado para materiais macios, como metais não ferrosos e aço, antes do tratamento térmico.
   • Uma esfera de aço endurecido ou uma esfera de carboneto cimentado com um diâmetro específico é pressionada contra a superfície do material sob uma carga específica. O valor da dureza é calculado dividindo-se a carga pela área da superfície de indentação.
2. Dureza Rockwell (HR):
   • Adequado para materiais com alta dureza superficial, como os tratados com calor.
   • Usa escalas diferentes com base no indentador e na carga:
     • HRA: Cone de diamante, carga de 60 kg, para materiais extremamente duros.
     • HRB: Esfera de aço de 1,59 mm de diâmetro, carga de 100 kg, para materiais mais macios.
     • HRC: Cone de diamante, carga de 150 kg, para materiais mais duros.
   • O valor da dureza é determinado pela profundidade da indentação.
3. Dureza Vickers (HV):
   • Adequado para análise microscópica.
   • Utiliza um indentador de cone quadrado de diamante com um ângulo superior de 136°, pressionado no material sob uma carga de menos de 120 kg.
   • O valor da dureza é obtido dividindo-se a carga pela área da superfície do poço de indentação.
4. Dureza Shore (HA, HD):
   • Usado principalmente para borracha e plásticos.

Testes de dureza de rebote

1. Dureza Leeb (HL):
   • Mede o trabalho de deformação elástica de metais.
   • Envolve o rebote de uma cabeça de bola de impacto na superfície do material e o cálculo da dureza a partir da velocidade de rebote em relação à velocidade de impacto.
2. Dureza Shore (HS):
   • Usado para vários materiais, medido pela dureza de indentação de elastômeros e borrachas.

Importância da dureza

A dureza não é uma quantidade física única, mas um índice de desempenho abrangente que reflete a elasticidade, a plasticidade, a resistência e a tenacidade de um material. Ela é fundamental para entender a resistência ao desgaste, a durabilidade e a adequação de um material a aplicações específicas.

Dureza do aço

A dureza dos metais, especialmente do aço, é indicada pelo código H. Vários métodos de teste de dureza fornecem uma compreensão detalhada das propriedades do aço:

Os métodos convencionais incluem os testes de dureza Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV) e Leeb (HL). Entre eles, o HB e o HRC são mais comumente usados.

O HB tem uma ampla gama de aplicações, enquanto o HRC é adequado para materiais com alta dureza superficial, como os obtidos por meio de tratamento térmico.

A principal diferença entre esses dois testes é o tipo de sonda usada no testador de dureza. O testador de dureza Brinell utiliza uma esfera de aço como sonda, enquanto o testador de dureza Rockwell utiliza uma sonda de diamante.

● HV - adequado para análise microscópica. A dureza Vickers (HV) é medida pressionando-se um indentador de cone quadrado de diamante com um ângulo superior de 136° na superfície do material com uma carga inferior a 120 kg. O valor da dureza Vickers (HV) é obtido dividindo-se a área da superfície da fossa de indentação do material pelo valor da carga.

O testador de dureza portátil HL é conveniente para medições. Ele funciona saltando depois que a cabeça da bola de impacto atinge a superfície de dureza. A dureza é calculada usando a razão entre a velocidade de rebote e a velocidade de impacto do punção a 1 mm da superfície da amostra, e a fórmula: Dureza Leeb HL = 1000 × VB (velocidade de rebote) / VA (velocidade de impacto).

O testador de dureza Leeb portátil mais comumente usado pode ser convertido em dureza Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV) e Shore (HS) após a medição com Leeb (HL). Como alternativa, você pode medir diretamente o valor da dureza usando Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL) e Shore (HS) usando o princípio Leeb.

O testador de dureza Leeb da série TH, produzido pela Time Company, tem essa função, que é um complemento útil para a tradicional máquina de dureza de mesa! (Para obter detalhes, clique em Testador de dureza Leeb série TH140/TH160/HLN-11A/HS141 portátil).

1. HB - Dureza Brinell:

A dureza Brinell (HB) é normalmente usada para materiais macios, como metais não ferrosos, aço antes do tratamento térmico ou depois do tratamento térmico. recozimento.

Por outro lado, a dureza Rockwell (HRC) é geralmente usada para materiais com dureza mais alta, como aqueles que passaram por tratamento térmico.

Para medir a dureza Brinell, uma esfera de aço endurecido ou carboneto cimentado Uma esfera com um diâmetro específico é pressionada na superfície do material que está sendo testado sob uma carga de teste especificada, mantida por um tempo definido e, em seguida, descarregada para medir o diâmetro da indentação da superfície que está sendo testada.

O valor da dureza Brinell é calculado dividindo-se a carga pela área da superfície esférica da indentação.

Normalmente, uma esfera de aço endurecido com diâmetro de 10 mm é pressionada na superfície do material com uma carga de 3.000 kg por um determinado período. Após a descarga, a relação entre a carga e a área de indentação gera o valor de dureza Brinell (HB), medido em quilograma-força por milímetro quadrado (kgf/mm2 ou N/mm2).

2. Dureza HR Rockwell

A dureza Rockwell (HR) é um método para determinar o índice de dureza de um material com base na profundidade de indentação da deformação plástica. A dureza é medida em unidades de 0,002 mm.

Quando o teste de dureza Brinell não pode ser usado, por exemplo, quando o valor HB do material é maior que 450 ou o tamanho da amostra é muito pequeno, o teste de dureza Rockwell é usado em seu lugar.

Esse teste envolve pressionar um cone de diamante com um ângulo superior de 120° ou uma esfera de aço com um diâmetro de 1,59 mm ou 3,18 mm na superfície do material testado sob uma carga específica. A dureza do material é então calculada a partir da profundidade da indentação.

Há três escalas diferentes para medições de dureza Rockwell com base na dureza do material de teste:

HRA: é uma medida de dureza determinada pelo uso de um indentador de cone de diamante e pela aplicação de uma carga de 60 kg. Essa escala é usada para materiais que têm dureza extremamente alta, como carboneto cimentado.

HRB: é uma medida de dureza determinada com o uso de uma esfera de aço endurecido de 1,59 mm de diâmetro e a aplicação de uma carga de 100 kg. Essa escala é usada para materiais que têm baixa dureza, como aço recozido, ferro fundido etc.

HRC: é uma medida de dureza determinada pelo uso de uma prensa de cone de diamante e pela aplicação de uma carga de 150 kg. Essa escala é usada para materiais de alta dureza, como aço temperado, etc.

Além disso:

(1) HRC significa a escala C de dureza Rockwell.

(2) HRC e HB são amplamente utilizados na produção.

(3) A faixa de aplicação da HRC é de HRC 20 a 67, o que equivale a HB225 a 650. Se a dureza exceder essa faixa, deverá ser usada a escala de dureza Rockwell A (HRA). Se a dureza for inferior a essa faixa, deverá ser usada a escala Dureza Rockwell B (HRB) deve ser usada. O limite superior da dureza Brinell (HB650) não pode ser excedido.

(4) O indentador da escala C do testador de dureza Rockwell é um cone de diamante com um ângulo superior de 120 graus. A carga de teste é um valor específico, com um padrão chinês de 150 kg de força.

O testador de dureza Brinell usa uma esfera de aço endurecido (HBS) ou uma esfera de carboneto cimentado (HBW) como indentador, e a carga de teste varia de acordo com o diâmetro da esfera, indo de 3.000 a 31,25 kgf.

(5) A indentação da dureza Rockwell é muito pequena e o valor medido é localizado, portanto, é necessário medir o valor médio em vários pontos. É adequado para produtos acabados e filmes finos e é classificado como testes não destrutivos.

A indentação da dureza Brinell é grande, e o valor medido é preciso. Não é adequado para produtos acabados e filmes finos e, em geral, não é considerado um teste não destrutivo.

(6) O valor de dureza da dureza Rockwell é um número adimensional e não tem uma unidade. Portanto, é incorreto referir-se à dureza Rockwell em termos de graus. O valor da dureza Brinell possui unidades e tem uma relação aproximada com a resistência à tração.

(7) A dureza Rockwell pode ser exibida diretamente no mostrador ou digitalmente. É fácil de operar, rápido e intuitivo, o que o torna adequado para a produção em massa. A dureza Brinell requer um microscópio para medir o diâmetro da indentação e, em seguida, verificar a tabela ou fazer cálculos, o que pode ser complicado.

(8) Sob certas condições, o HB e o HRC podem ser verificados e trocados. A fórmula de cálculo mental é aproximadamente 1HRC ≈ 1/10HB.

Veja a seguir várias tabelas de comparação comuns:

1. Tabela de conversão de dureza padrão nacional HLD/HRC/HRB/HV/HB/HSD

2. De acordo com a norma alemã DIN50150, apresentamos a seguir a tabela de comparação entre a resistência à tração dos aços em uma faixa comum e a dureza Vickers, a dureza Brinell e a dureza Rockwell:

Tabela de relação aproximada de várias durezas

Observação: Fonte da tabela 3: Baber Colman

Valor aproximado de conversão de Brinell dureza do aço

O teste de dureza é um método simples e fácil de testar as propriedades mecânicas.

Para substituir alguns testes de propriedade mecânica por testes de dureza, é necessária uma relação de conversão mais precisa entre dureza e resistência na produção.

Evidências empíricas mostraram que há uma correlação aproximada entre os vários valores de dureza de materiais metálicosbem como entre os valores de dureza e resistência.

Como o valor da dureza é determinado pela resistência à deformação plástica inicial e contínua, um material com maior resistência apresentará maior resistência à deformação plástica e, portanto, maiores valores de dureza.

Tabela de conversão de dureza padrão nacional HLD/HRC/HRB/HV/HB/HSD

As tabelas são essenciais para a conversão de valores de dureza entre diferentes escalas e para a compreensão da relação entre a dureza e outras propriedades mecânicas, como a resistência à tração.

Conclusão

O teste de dureza é um método essencial na ciência e engenharia de materiais para determinar a adequação de um material a aplicações específicas. Ao compreender os diferentes métodos e seus usos apropriados, é possível selecionar a melhor técnica de teste para garantir o desempenho e a confiabilidade do material. Este guia abrangente tem como objetivo fornecer uma visão mais aprofundada dos testes de dureza, permitindo uma melhor seleção de materiais e controle de qualidade em vários setores.