Conversão de dureza Rockwell (HRC) vs. Brinell (HB)

Por que medimos a dureza dos materiais? Entender como as escalas de dureza Rockwell (HRC) e Brinell (HB) se comparam é fundamental para selecionar os materiais certos na engenharia. Este artigo explora as diferenças entre esses dois testes de dureza comuns, explicando suas aplicações e métodos de conversão. Ao final, você saberá como interpretar esses valores de dureza para uma melhor seleção de materiais em seus projetos.

Desvendando o mistério Conversão de dureza Rockwell (HRC) vs. Brinell (HB)

Índice

1. Dureza

A dureza é um indicador de desempenho usado para medir a maciez ou a dureza dos materiais. Há 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 teste de dureza por indentação de carga estática, ou seja, dureza Brinell (HB), dureza Rockwell (HRA, HRB, HRC), dureza Vickers (HV) e dureza de borracha plástica Shore Hardness (HA, HD), entre outros. Esses valores de dureza representam a resistência da superfície do material à indentação por um objeto duro.

A dureza Leeb (HL) e a dureza Shore (HS) mais populares pertencem ao teste de dureza de rebote, e seus valores representam a magnitude do trabalho de deformação elástica do metal.

Portanto, a dureza não é uma quantidade física pura, mas um indicador de desempenho abrangente que reflete a elasticidade, a plasticidade, a resistência e a tenacidade do material.

2. Tipos de dureza

Dureza do aço

O código para dureza do metal (Dureza) é H. Dependendo do método de teste de dureza,

  • Normalmente, ela é representada como dureza Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL) etc., sendo HB e HRC as mais comumente usadas.
  • O HB tem uma ampla gama de aplicações, enquanto o HRC é adequado para materiais com alta dureza superficial, como a dureza tratada termicamente. A diferença entre os dois está nos diferentes cabeçotes dos testadores de dureza, com o Dureza Brinell usando uma esfera de aço e o testador de dureza Rockwell usando um diamante.
  • O HV é adequado para análise microscópica. A Dureza Vickers (HV) utiliza uma carga de até 120 kg e um indentador de cone quadrado de diamante com um ângulo superior de 136° pressionado na superfície do material. O valor da dureza Vickers (HV) é calculado dividindo-se a área da superfície da indentação no material pelo valor da carga.
  • O testador de dureza portátil HL, fácil de medir, usa uma cabeça de bola quicando para impactar a superfície de dureza, produzindo um ressalto. A razão entre a velocidade de rebote da cabeça de impacto a 1 mm da superfície da amostra e a velocidade de impacto é usada para calcular a dureza. A fórmula é a seguinte: 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), Shore (HS) após a medição Leeb (HL). Ou o valor da dureza é medido diretamente por Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL), Shore (HS) usando o princípio Leeb.

HB - Dureza Brinell:

A dureza Brinell (HB) é geralmente usada quando o material é mais macio, como metais não ferrosos ou aço antes do tratamento térmico ou após o tratamento térmico. recozimento. A dureza Rockwell (HRC) é geralmente usada para materiais com dureza mais alta, como a dureza pós-tratamento térmico.

A dureza Brinell (HB) usa uma determinada carga de teste para pressionar uma esfera de aço endurecido ou uma esfera de liga dura de determinado diâmetro na superfície metálica a ser testada, mantê-la por um tempo especificado, depois descarregar e medir o diâmetro da indentação na superfície testada.

O valor da dureza Brinell é o quociente obtido pela divisão da carga pela área da superfície esférica da indentação.

Normalmente, é o seguinte: usar uma determinada carga (geralmente 3000 kg) para pressionar uma esfera de aço endurecido de determinado tamanho (geralmente 10 mm de diâmetro) na superfície do material, mantê-la por um tempo, descarregar, e a relação entre a carga e a área de indentação é o valor da dureza Brinell (HB), a unidade é kgf/mm2 (N/mm2).

HR - Dureza Rockwell

A Rockwell Hardness (HR-) usa a profundidade da 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 muito pequena, o teste de dureza Brinell não pode ser usado e a medição de dureza Rockwell deve ser adotada.

Ele usa um cone de diamante com um ângulo de 120° ou uma esfera de aço com 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 as diferentes durezas do material de teste, ela é expressa em três escalas diferentes:

  • HRA: dureza obtida com uma carga de 60 kg e um indentador de cone de diamante, usado para materiais extremamente duros (como carbonetos cimentados).
  • HRB: dureza obtida com uma carga de 100 kg e uma esfera de aço endurecido de 1,59 mm de diâmetro, usada para materiais de dureza mais baixa (como aço recozido, ferro fundido etc.).
  • HRC: dureza obtida com uma carga de 150 kg e um indentador de cone de diamante, usado para materiais de dureza muito alta (como aço temperado).

Além disso:

(1) HRC refere-se à escala Rockwell C.

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

(3) A faixa HRC é HRC 20-67, equivalente a HB225-650.

Se a dureza for superior a esse intervalo, será usada a escala HRA de dureza A da Rockwell. Se a dureza for inferior a esse intervalo, será usada a escala HRB de dureza Rockwell B. O limite superior da dureza Brinell é HB650, não podendo exceder esse 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 testador de dureza Brinell é uma esfera de aço endurecido (HBS) ou um liga dura bola (HBW), e a carga de teste varia de acordo com o diâmetro da bola, indo de 3.000 a 31,25 kgf.

(5) A dureza Rockwell tem pequenos recuos, o valor medido é local, o valor médio deve ser obtido medindo-se vários pontos, adequado para produtos acabados e chapas finas, pertencente à categoria de testes não destrutivos.

A indentação da dureza Brinell é maior, o valor medido é preciso, não é adequado para produtos acabados e chapas finas, geralmente não pertencendo à categoria de testes não destrutivos.

(6) O valor da dureza Rockwell é um número sem nome, sem unidade. (Portanto, 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 exibida diretamente no mostrador ou pode ser exibida digitalmente; é fácil de operar, rápido, intuitivo e adequado para produção em massa.

A dureza Brinell exige a medição do diâmetro da indentação com um microscópio e, em seguida, a consulta à tabela ou o cálculo, o que torna a operação mais complicada.

(8) Sob certas condições, o HB e o HRC podem ser convertidos consultando a tabela. A fórmula de cálculo mental pode ser lembrada aproximadamente como: 1HRC≈1/10HB.

3. Tabela de comparação da resistência à tração com a dureza Vickers, a dureza Brinell e a dureza Rockwell

De acordo com a norma alemã DIN50150, abaixo está 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 comumente usados:


Resistência à tração
Rm
N/mm2 
HVHBHRC
2508076.0
2708580.7
2859085.2
3059590.2
32010095.0
33510599.8
350110105
370115109
380120114
400125119
415130124
430135128
450140133
465145138
480150143
490155147
510160152
530165156
545170162
560175166
575180171
595185176
610190181
625195185
640200190
660205195
675210199
690215204
705220209
720225214
740230219
755235223
77024022820.3
78524523321.3
80025023822.2
82025524223.1
83526024724.0
85026525224.8
86527025725.6
88027526126.4
90028026627.1
91528527127.8
93029027628.5
95029528029.2
96530028529.8
99531029531.0
103032030432.2
106033031433.3
109534032334.4
112535033335.5
111536034236.6
119037035237.7
122038036138.8
125539037139.8
129040038040.8
132041039041.8
135042039942.7
138543040943.6
142044041844.5
145545042845.3
148546043746.1
152047044746.9
1555480(456)47.7
1595490(466)48.4
1630500(475)49.1
1665510(485)49.8
1700520(494)50.5
1740530(504)51.1
1775540(513)51.7
1810550(523)52.3
1845560(532)53.0
1880570(542)53.6
1920580(551)54.1
1955590(561)54.7
1995600(570)55.2
2030610(580)55.7
2070620(589)56.3
2105630(599)56.8
2145640(608)57.3
2180650(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

4. Tabela de relação aproximada de várias durezas

BarcolBrinellVickersWebsterRockwell
GYZJ10 mm5 kgB
934-1500 kgBEFH
352132
362235
372337
382440
392542
40252645
41252747
42262849
43272951
44273054
45283056
46293158
4730322360
4830330.72662
4931341.32864
5032351.93166
5133362.53468
5234383.13670
5335393.6393072
5437404.2413473
5538414.7443775
5639435.3464077
5740445.8484378
5842456.3504680
5943476.8534882
6045497.3555183
6146507.8575485
6248528.3595686
6350548.8615988
6451569.2636189
6553589.7656390
66556010.1676692
67576210.6696893
BarcolVickersWebsterRockwell
GYZJ10 mm5 kgB
934-1500 kgBEFH
68606511717094
69626711.4737295
70647011.817757497
71677212.223767598
72697512.628787799
73727812.9338079100
74758113.3388180101
75788513.7428382102
76808814478483103
77849214.3518685104
78879514.7558786105
79909915598988106
809410315.3639089106
819710815.6669190107
8210111215.9709291108
8310511716.2739492109
8410912116.4769593109
8511312616.7799694110
8611713116.9819795111
8712113717.2849896111
8812614217.4869997112
8913017.68810098112
9013517.89010198113
911401810299114
9214518.2103100
9318.4103100
9418.6104101
9518.7105102
9618.9106102
9719106103
9819.2107
9819.3107
10019.4108

5. O valor aproximado de conversão da dureza Brinell do aço

HBHVHRAHRBHRCDRHHSResistência à tração
MPa
Esfera padrãoEsfera de carboneto de tungstênio
94085.66876.997
92085.367.576.596
900856776.195
-76788084.766.475.793
-75786084.465.975.392
-74584084.165.374.891
-73382083.864.774.390
-72280083.46473.888
-712
-7107808363.373.387
-69876082.662.572.686
-68474082.261.872.1
-68273782.261.77284
-67072081.86171.583
-65670081.360.170.8
-65369781.26070.781
-64769081.159.770.5
-63868080.859.270.180
63067080.658.869.8
62766780.558.769.779
67780.759.170
60164079.857.368.777
64079.857.368.7
57861579.15667.775
60778.855.667.4
55559178.454.766.7732055
579785466.12015
53456977.853.565.8711985
53377.152.5651915
51454776.952.164.7701890
-49553976.751.664.31855
53076.451.163.91825
49552876.35163.8681820
-47751675.950.363.21780
50875.649.662.71740
47750875.649.662.7661740
-46149575.148.861.91680
49174.948.561.71670
46149174.948.561.7651670
44447474.347.2611595
47274.247.160.81585
44447274.247.160.8631585
42942945573.445.759.7611510
41541544072.844.558.8591460
4014014257243.157.8581390
38838841071.441.856.8561330
37537539670.640.455.7541270
3633633837039.154.6521220
35235237269.3-11037.953.8511180
34134136068.7-10936.652.8501130
33133135068.1-108.535.551.9481095
32132133967.5-10834.351471060
31131132866.9-107.533.150461025
30230231966.3-10732.149.3451005
29329330965.7-10630.948.343970
28528530165.3-105.529.947.6950
27727729264.6-104.528.846.741925
26926928464.1-10427.645.940895
26226227663.6-10326.64539875
25525526963-10225.444.238850
24824826162.5-10124.243.237825
24124125361.810022.84236800
  
23523524761.49921.741.435785
22922924160.898.220.540.534765
22322323497.3-18.8
21721722896.4-17.533725
21221222295.5-16705
20720721894.6-15.232690
20120121293.8-13.831675
19719720792.8-12.730655
19219220291.9-11.529640
18718719690.7-10620
18318319290-928615
17917918889-827600
17417418287.8-6.4585
17017017886.8-5.426570
16716717586-4.4560
16316317185-3.325545
15615616382.9-0.9525
14914915680.823505
14314315078.722490
13713714376.421460
13113113774450
1261261327220435
12112112769.819415
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Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.

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