02 ENSAIO DE DUREZA ROCKWELL (1)

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ENSAIO DE DUREZA ROCKWELL 
 
 
 
1.0 – OBJETIVO 
 
a) Medição da dureza de diversos materiais metálicos. 
b) Avaliação e conhecimento do método de Ensaio de Dureza Rockwell, para comparação 
com outros métodos. 
 
2.0 – TEORIA 
 
2.1 – Definições de Dureza 
 
Para o engenheiro metalurgista, dureza significa, a resistência a deformação plástica 
permanente, enquanto que o engenheiro mecânico, define dureza como sendo a resistência à 
penetração de um metal duro no outro. Já para o projetista, dureza é considerada uma base de 
medida para o conhecimento da resistência e do tratamento térmico ou mecânico de um metal, 
e sua resistência ou desgaste. 
 
Portanto, não é possível encontrar uma definição única que englobe todos os conceitos acima 
mencionados. 
 
2.2 – O Ensaio Rockwell: Descrição 
 
O ensaio consiste na aplicação de uma carga num penetrador, cujo material pode ser 
Diamante, Aço Temperado ou Carboneto de Tungstênio Sintetizado e este sobre (sic), sendo 
que a dureza Rockwell é dada em função do incremento de penetração permanente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na figura ao lado temos as escalas de dureza 
Rockwell. 
 
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2.3 – Tipos de Penetradores 
 
Dois tipos de penetrador estão previstos: 
a)Penetradores Esféricos de diâmetro 1,588 +- 0,003 mm (1/16”) e de dureza Vickers 
superior a 800 HV. 
b)Penetrador de Diamante em forma de cone reto com ângulo de 120º + ou – 0,1º e vértice 
arredondado com raio de 0,2 + - 0,01mm. 
 
O motivo da existência de diferentes penetradores é decorrente das diferentes escalas e 
cargas aplicadas, que variam conforme a dureza do material a ser ensaiado. 
 
 
 
 
 
2.4 – Execução do Ensaio 
 
O ensaio é realizado em três etapas: 
 
a) Aplica-se uma pré-carga de valor 29,4 + - 0,6 N (3Kgf), ensaio de dureza Rockwell 
superficial, ou 9,8+-2N (10Kgf), ensaio de Dureza Rockwell Normal, cuja finalidade é 
assentar a superfície ensaiada, eliminando-se erros devido a irregularidades superficiais do 
CP, eventuais folgas existentes na máquina de ensaio, causando uma pequena deformação 
permanente, eliminando os erros causados pela deformação elástica. 
 
b) A escala do aparelho é colocada em zero, aplicando-se uma carga complementar cujos 
valores são: 
_______ (15 Kgf), ___________ (30 Kgf), _____________ (45 Kgf), para ensaio de dureza 
Rockwell Superficial e________ 60 Kgf______, 100 Kgf, ______ 150 Kgf para ensaio de 
Dureza Rockwell Normal, durante 15 segundos. 
 
c)Retira-se a carga complementar, mantendo-se a pré-carga e efetua-se a leitura da dureza 
na escala pré-estabelecida. 
 
Estas figuras mostram os dois penetradores utilizados 
no ensaio Rockwell. 
 
A escolha do penetrador esta relacionada com o tipo 
de material a ser analisado. 
 
Veja tabela do item 3. desta apostila. 
 
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O valor da Dureza Rockwell é um número arbitrário proporcional à profundidade de 
penetração. O número de dureza é sempre citado com o símbolo HR, seguido da escala 
utilizada. Exemplo: 68 HRC, 
60 HRB, etc. 
 
 
A dureza Rockwell pode ser calculada como sendo: 
 
a)Penetrador Cone de Diamante 
 
 Dureza Rockwell Comum: p = (100-HR)x 0,002 
 Dureza Rockwell Superficial : p = (100-HR)x0,001 
 
b) Penetrador Esférico 
 
 Dureza Rockwell Comum: p = (130-HR)x 0,002 
 Dureza Rockwell Superficial : p = (100-HR)x0,001 
 
O número de dureza obtido é adimensional. 
 
2.5 – Escalas Usadas e Precauções Exigidas 
 
A tabela a seguir mostra as escalas de dureza Rockwell e aplicações típicas. 
 
Escala Penetrador Carga (kgf) Leitura Aplicações 
B Esfera de 1/16”  100 Vermelha Ligas de cobre, aços mole, ligas de 
alumínio, ferro maleável. 
C Diamante 150 Preta Aço, fofo duro, fofo maleável perlítico, 
titânio, aço endurecido e outros metais 
mais duros que HRB = 100. 
A Diamante 60 Preta Carbonetos cementados, aço fino, e 
aços endurecidos de baixa camada de 
endurecimento. 
D Diamante 100 Preta Aplicações de aços com camada de 
endurecimento entre os dois casos 
acima mencionados, fofo maleável 
perlítico. 
E Esfera de 1/8”  100 Vermelha Fofo, ligas de Al e Mg, metais para 
mancais 
F Esfera de 1/16”  60 Vermelha Ligas de Cu recozidas, chapas finas de 
metais moles. 
G Esfera de 1/16”  150 Vermelha Fofo maleável, liga Cu-Ni-Zn, 
cuproníqueis. Aplicações até HRG = 92 
para evitar achatamento da esfera. 
K Esfera de 1/8”  150 Vermelha Metais para mancais e outros metais 
muito moles ou finos. 
 
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A espessura mínima para Dureza Rockwell Comum deve ser de 10 vezes a profundidade da 
impressão. Se a impressão perfurar ou mesmo se ela puder notada do outro lado do CP deve-se 
passar para uma escala menor ou para a Dureza Rockwel Superficial. 
 
O espaçamento mínimo entre as impressões deve ser de no mínimo 3 vezes o diâmetro da 
impressão. 
 
O início e fim para a utilização das escalas é de: 
 
a) Para HRC: 20  HRC  70 
b) Para HRB: 50  HRB  100 
c) Para HRF: 73  HRF  116,5 
 
A superfície da amostra deve ser lixada para eliminar irregularidades que possam ocasionar 
erros. 
 
 
3.0 – EQUIPAMENTOS E MATERIAIS 
 
3.1 - Equipamentos 
A fotografia abaixo mostra as máquinas utilizadas no ensaio de dureza Rockwell, 
Mitutoyo 963-101 – Máquina à esquerda 
Microtest 737 – Máquina à direita 
 
 
 
 
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3.2 – Materiais 
 
Corpos de prova de materiais diversos: Alumínio, Cobre, latão, Aço, etc. 
 
 
 
4.0 – PROCEDIMENTO 
 
4.1 – Normas de Referência 
 
4.11 – ABNT 
 
NBR 6671 – Determinação da dureza Rockwell. 
 
4.12 – Outras Normas 
 
ASTM A 370 – Standard Methods and Definitions for Mechanical Tests on Steel 
Products. 
 
ASTM E 140 - Standard Hardness Conversion Tables for Metals. 
 
ASTM E 18 – Standard Test Method for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial 
Hardness of Metallic Materials 
 
 
Abaixo estão descritos os procedimentos que devem ser seguidos, etapa por etapa, para 
a realização do ensaio de dureza Rockwell. 
 
 4.2 – Descrição do Procedimento 
 
4.2.1 - Máquina Mitutoyo 963-101 
 
1. Colocar o penetrador conveniente introduzindo-o no orifício sob o mostrador, de 
modo que fique firme. 
 
2. Colocar a base conveniente introduzindo-a no orifício da haste sobre o volante. 
 
3. Prender, delicadamente, o gancho da haste do massor na parte traseira da máquina. 
 
4. Colocar, convenientemente o(s) massor(es) na haste se necessário, de modo que o 
valor da carga fique virado para cima. Para a carga de 60 deve-se colocar apenas a 
haste, para a carga de 100 deve-se colocar a haste e o massor de 100 e para a carga 
de 150 a haste e os massores de 100 e 150. 
 
5. Colocar a peça sobre a base, com a face a ser ensaiada voltada para o penetrador. 
 
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6. Girar o volante no sentido horário de modo a aproximar a peça do penetrador, 
fazendo com que fique sob ele a parte da peça a ser ensaiada, que deve estar 
distante de alguma marca que porventura tenha sido causada por ensaios anteriores. 
 
7. Girar o volante no sentido anti-horário pressionando o penetrador contra a peça até 
que os ponteiros do mostrador se sobreponham na marca zero. 
 
8. Dar um leve toque para cima na alavanca a direita até esta se mover. Aguardar 15 
segundos. 
 
9. Mover a alavanca à posição original e ler no mostrador o valor fornecido pelo 
ponteiro reto. 
 
10. Girar o volante no sentido anti-horário, retirar a peça, o penetrador, as cargas, a 
haste e cobrir a máquina. 
 
4.2.2 – Máquina Microtest 737 
 
1. Colocar o penetrador conveniente introduzindo-o no orifício sob o mostrador, 
travando-o,apertando o parafuso com a chave sextavada. 
 
2. Colocar a base conveniente introduzindo-a no orifício da haste sobre o volante. 
 
3. Abria a portinhola da parte lateral da máquina. 
 
4. Colocar, convenientemente, o(s) massor(es) na haste, de modo que o valor da carga 
fique virado para cima. Os massores de 20 + 31,25 + 60 + 2,5 + 100 + 125 + 150. 
 
5. Colocar a peça com a face a ser ensaiada voltada para o penetrador sobre a base. 
 
6. Girar o volante no sentido horário de modo a aproximar a peça do penetrador, 
fazendo com que fique sob ele a parte da peça a ser ensaiada, que deve estar 
distante de alguma marca que por ventura tenha sido causada por ensaios 
anteriores. 
 
7. Girar o volante no sentido horário pressionando o penetrador contra a peça até que 
o ponteiro do mostrador menor esteja no vermelho. 
 
8. Dar um toque para frente na alavanca a direita até esta se mover. Aguardar 215 
segundos. 
 
9. Mover a alavanca à posição original e ler no mostrador o valor fornecido pelo 
ponteiro maior. 
 
10. Girar o volante no sentido anti-horário, retirar a peça, o penetrador, as cargas e 
cobrir a maquina. 
 
 
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4.3 - Instruções para a determinação de dureza Rockwell 
 
 
1. A amostra deverá estar preparada para a execução do ensaio, ou seja, a superfície 
deve estar lisa e livre de imperfeições. 
 
2. Escolher convenientemente a base onde a amostra irá ser de acordo com geometria 
da peça a ser ensaiada, ou seja, para se ensaiar superfícies planas deve-se utilizar a 
base plana e para superfícies cilíndricas deve utilizar a base em “V”. 
 
3. Escolher a escala de dureza Rockwell, o penetrador, a carga e a leitura feita na 
máquina pelo tipo de material a ser ensaiado conforme a tabela abaixo: 
 
4. Aos se fazer uma dureza num material desconhecido, deve-se primeiro tentar uma 
escala mais alta para evitar danificação no penetrador. Utilizar primeiro a escala 
HRC para depois tentar as outras, caso o intervalo caia fora do intervalo de dureza 
HRC. A escala HRC tem seus valores práticos entre 20 e 70. Abaixo de 20 deve-se 
empregar a escala HRB (de 50 a 100), e acima da escala HRC deve-se utilizar a 
escala HRF (de 73 a 116,5). 
 
 
5.0 – QUESTÕES 
 
 
1. Critique o procedimento utilizado e faça sugestões para torná-lo mais claro e 
objetivo. 
 
2. Comente as vantagens e desvantagens do método do ensaio Rockwell em relação aos 
métodos Brinell e Vickers. 
 
3. Compare os valores de dureza encontrados em cada CP. Ele é homogêneo 
relativamente à dureza? Justifique. 
 
4. Efetuou-se um ensaio de dureza Rockwell em uma chapa cuja espessura é de 1.0 
mm. O valor obtido foi HRC 21. O resultado é válido? Justifique. 
 
6.0 - BIBLIOGRAFIA 
 
 Souza, S.A. Ensaios Mecânicos de Matérias metálicos. São Paulo, Editora Edgar Blücher, 
1974 páginas 2-87. 
 Garcia, A; SPIM J.A., Santos, C.A. Ensaio dos Materiais, LTC, 2000, páginas 77-80. 
 Controle de Qualidade: Ensaio de Dureza. São Paulo, Panambra, 1974. 
 8 
 Caruso, A. Ensaios Tecnológicos. CEFET-SP Área EletroMecânica, 1997 – 2000. 
Site Visitado: 
www.mitutoyo.com.br