Dureza dos materiais: o que é, escalas e tabela de conversão HRC, HB e HV

Dureza é a resistência de um material à deformação plástica localizada. Veja os tipos, as escalas, a tabela HRC × HB × HV, o que é 60 HRC e a dureza dos aços.

Propriedades MecânicasPor Mardoqueu M. Costa
25 min de leitura

Dureza é a resistência de um material à deformação plástica localizada, como um risco ou uma impressão na superfície. É medida por risco (escala de Mohs), por penetração (Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop, Shore) ou por rebote (Leeb). O número só tem sentido junto com a escala: um aço de 60 HRC equivale a cerca de 697 HV e 654 HB (ASTM E140), e "dureza 60" sem escala não diz nada.

Dureza é uma das propriedades mecânicas dos materiais mais usadas na indústria, porque é rápida de medir, quase não danifica a peça e se relaciona com a resistência e com o desgaste. Neste guia você encontra os tipos de dureza, as escalas e suas fórmulas, a escala de Mohs, uma tabela de conversão HRC × HV × HB com a resistência à tração, o significado de 60 HRC, a dureza dos aços 1020, 1045, 4140 e dos aços-ferramenta, e a diferença entre dureza, resistência e tenacidade. O procedimento passo a passo de cada ensaio está no artigo ensaio de dureza.

A foto abaixo mostra, num bloco de aço em modelo ampliado, as três formas de impressão que aparecem ao longo do texto: a calota da esfera Brinell, o cone do Rockwell e a pirâmide do Vickers. A forma do penetrador decide o que se mede em cada ensaio, e é por isso que os números das escalas não coincidem.

Bloco de aço com três impressões de dureza: calota esférica de Brinell, cone de Rockwell e pirâmide quadrada de Vickers
As três formas de impressão, em modelo ampliado: esfera (Brinell), cone (Rockwell) e pirâmide (Vickers)

O que é dureza

Callister e Rethwisch, no livro-texto Ciência e Engenharia de Materiais, definem dureza como a medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada, por exemplo uma pequena impressão ou um risco. A palavra-chave é localizada: o ensaio de dureza deforma só um ponto da superfície, ao contrário do ensaio de tração, que deforma o corpo de prova inteiro até romper.

Um detalhe separa a dureza de propriedades como o módulo de elasticidade: dureza não é uma propriedade fundamental do material. O número depende do método: forma do penetrador, carga aplicada, tempo de aplicação e o que se mede (diâmetro, diagonal ou profundidade da impressão). Por isso não existe fórmula exata que transforme uma escala em outra. A conversão é feita por tabelas empíricas, levantadas em ensaios, como as da norma ASTM E140 e da ISO 18265.

Na prática, dureza alta significa que a superfície resiste a riscos, a penetração e a desgaste abrasivo. É por isso que ferramentas de corte, matrizes, rolamentos e engrenagens são especificados por dureza, enquanto peças que precisam absorver impacto são especificadas com limite de dureza máxima.

Tipos de dureza: risco, penetração e rebote

Os métodos de medição de dureza se agrupam em três famílias, conforme o fenômeno que medem: o risco, a impressão deixada por um penetrador ou o rebote de um corpo que bate na superfície.

Dureza por risco é a mais antiga. Um material é mais duro que outro se consegue riscá-lo. A escala de Mohs, de 1812, ordena dez minerais assim. É simples e útil em campo, mas só diz a ordem, não quanto um é mais duro que o outro.

Dureza por penetração é a que a indústria usa. Um penetrador padronizado (esfera, cone ou pirâmide) é pressionado contra a superfície com uma carga conhecida e a impressão é medida. Quanto menor ou mais rasa a impressão, mais duro o material.

Dureza por rebote mede quanta energia volta depois do impacto: um material duro deforma pouco e devolve mais energia. Os aparelhos Leeb são portáteis, servem para peças grandes demais para ir ao laboratório, e a própria ASTM E140 traz tabela para converter o valor Leeb em Brinell, Vickers e Rockwell em aços.

A tabela resume as três famílias, as escalas de cada uma e onde são usadas:

Tipo de durezaO que se medeEscalasUso típico
Por riscoQual material risca qualMohs, dureza lápisMinerais, gemas, tintas e revestimentos
Por penetraçãoTamanho ou profundidade da impressão de um penetrador sob cargaBrinell, Rockwell, Vickers, Knoop, ShoreMetais, polímeros e borrachas: é a família da engenharia
Por reboteEnergia ou velocidade de retorno de um corpo que bate na superfícieLeeb, escleroscópio ShoreDurômetros portáteis e peças grandes

Escalas de dureza e suas fórmulas

Cada escala de penetração combina um penetrador, uma carga e uma grandeza medida: o diâmetro da impressão, a diagonal ou a profundidade. A seguir, as principais escalas, com a fórmula de cada uma e o material em que ela funciona melhor; no fim da seção, uma tabela reúne tudo.

Dureza Brinell (HB)

O ensaio Brinell pressiona uma esfera de 10 mm contra a peça, com 3.000 kgf no caso do aço, e mede o diâmetro da calota que ela deixa. A dureza é a força dividida pela área da calota:

HBW = 0,102 × 2F / [πD(D − √(D² − d²))]

com F em newtons, D o diâmetro da esfera e d o diâmetro médio da impressão, ambos em mm. A constante 0,102 (igual a 1/9,80665) converte newtons em quilograma-força, porque a escala nasceu em kgf/mm². A impressão grande é uma vantagem em materiais heterogêneos, como ferro fundido e peças forjadas, porque tira uma média sobre muitos grãos. A notação atual usa HBW: a esfera é de metal duro (carbeto de tungstênio com cobalto, daí o W); a esfera de aço antiga saiu da norma. Depois do símbolo vêm o diâmetro da esfera e a carga: 229 HBW 10/3000 é uma dureza de 229 medida com esfera de 10 mm e 3.000 kgf.

Dureza Rockwell (HRC e HRB)

O Rockwell mede profundidade, não tamanho. O penetrador desce com uma pré-carga, recebe a carga total, volta à pré-carga, e o aparelho lê a profundidade permanente h. O Rockwell não é uma escala só, mas uma família: cada letra (A, B, C e outras) indica uma combinação de penetrador e carga. A escala C, a dos aços temperados, usa um cone de diamante de 120°, pré-carga de 10 kgf e carga total de 150 kgf:

HRC = 100 − h/0,002 (h em mm)

Cada ponto de HRC corresponde a 0,002 mm de profundidade. A leitura é direta no mostrador, sem microscópio, e por isso o Rockwell é o padrão do chão de fábrica e da inspeção de tratamento térmico. A escala B (HRB = 130 − h/0,002) usa uma esfera de 1/16" e carga total de 100 kgf, para aços macios, latão e ligas de cobre. Sempre escreva a letra da escala: 60 HRC e 60 HRB são materiais completamente diferentes.

Na foto, um durômetro Rockwell de bancada na escala C: o cone de diamante desce sobre uma peça cilíndrica de aço apoiada na mesa do aparelho.

Durômetro Rockwell de bancada com penetrador cônico de diamante sobre uma peça cilíndrica de aço
Durômetro Rockwell de bancada: o cone de diamante mede a profundidade da impressão

Dureza Vickers (HV) e microdureza

O Vickers usa uma pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo de 136° entre as faces. A impressão é um losango, e mede-se a média d das duas diagonais:

HV = 0,1891 × F / d² (F em N, d em mm)

A grande vantagem é que uma única escala cobre do chumbo ao metal duro, porque a geometria da impressão é a mesma em qualquer carga. O número depois de HV é a carga em kgf: 348 HV30 foi medido com 30 kgf.

O Knoop (HK) é uma variante do Vickers. A pirâmide de diamante é alongada e deixa uma impressão estreita e comprida, com a diagonal maior cerca de sete vezes a menor; mede-se só a diagonal maior. Para a mesma carga, a impressão Knoop é mais rasa que a Vickers, o que a torna adequada para camadas muito finas e para materiais frágeis, como as cerâmicas.

Com cargas pequenas (microdureza), o Vickers e o Knoop medem camadas cementadas, nitretadas e revestimentos, fase por fase. Para isso a amostra é cortada, embutida e polida como na metalografia, com cortadeira e politriz metalográfica, e a impressão é medida ao microscópio. Na foto, uma impressão Vickers vista ao microscópio num aço polido e atacado: o losango é pequeno perto dos grãos, e as duas diagonais são medidas na ocular ou na imagem.

Impressão Vickers em forma de losango vista ao microscópio sobre aço polido e atacado, com contornos de grão
Impressão Vickers ao microscópio: mede-se a média das duas diagonais do losango

Dureza Shore

O durômetro Shore (ASTM D2240) é para borrachas e plásticos. Um penetrador com mola afunda no material e a leitura vai de 0 a 100. A escala A é para borrachas e elastômeros macios, a D para plásticos rígidos. Não se converte Shore em Brinell ou Rockwell.

Qual escala usar

Resumindo: Brinell para material heterogêneo e macio, Rockwell para inspeção rápida de aço tratado, Vickers para tudo que pede precisão e camadas finas, Knoop para camadas muito finas e cerâmicas, Shore para borrachas e plásticos. A tabela reúne penetrador, carga, grandeza medida e notação de cada escala:

EscalaPenetrador e cargaO que se medeExemplo de notaçãoMateriais típicos
Brinell (HBW)Esfera de metal duro de 10 mm, 3.000 kgf para açoDiâmetro da impressão229 HBW 10/3000Aços recozidos e normalizados, ferro fundido, forjados
Rockwell C (HRC)Cone de diamante de 120°, pré-carga de 10 kgf, carga total de 150 kgfProfundidade permanente60 HRCAços temperados, de 20 a 70 HRC
Rockwell B (HRB)Esfera de 1/16", carga total de 100 kgfProfundidade permanente84 HRBAços macios, latão, ligas de cobre
Vickers (HV)Pirâmide de diamante de base quadrada, ângulo de 136°Média das diagonais348 HV30Qualquer metal, do chumbo ao metal duro; camadas finas
Knoop (HK)Pirâmide de diamante alongadaDiagonal maiorHK 0,1Microdureza de camadas finas e cerâmicas
Shore A e DPenetrador com mola calibradaProfundidade, leitura de 0 a 10070 Shore ABorrachas (A) e plásticos rígidos (D)

O passo a passo de cada ensaio, os cuidados com espessura mínima e distância da borda e as normas de procedimento (ASTM E10-23, E18-25 e E92-26) estão no artigo ensaio de dureza.

Escala de Mohs

A escala de Mohs foi criada pelo mineralogista alemão Friedrich Mohs em 1812. Ela ordena dez minerais de 1 a 10: cada um risca todos os de número menor e é riscado pelos de número maior.

MohsMineralReferência do dia a dia (aproximada)
1TalcoRiscado pela unha
2GipsitaRiscada pela unha (unha ≈ 2,5)
3CalcitaMoeda de cobre ≈ 3 a 3,5
4FluoritaRiscada por um prego de aço
5ApatitaLâmina ou prego de aço ≈ 5,5
6Ortoclásio (feldspato)Vidro ≈ 5,5 a 7, conforme a fonte
7QuartzoRisca o vidro
8Topázio
9Coríndon
10Diamante

O cuidado com a escala de Mohs é que ela é ordinal: diz a ordem, não a proporção. Em Vickers, o quartzo (Mohs 7) tem cerca de 1.200 HV, a alumina, que tem a mesma química do coríndon (Mohs 9), chega a 2.500 HV, e o diamante (Mohs 10) tem cerca de 10.000 HV, segundo a tabela da Open University. O diamante é uns 8 vezes mais duro que o quartzo, e o último degrau da escala, de 9 para 10, vale sozinho umas 4 vezes. Por isso a engenharia não usa Mohs para especificar metal.

Tabela de conversão de dureza: HRC, HV, HB e resistência à tração

A tabela abaixo é a mais procurada sobre o tema. Os valores são os da ASTM E140 para aços não austeníticos (carbono, baixa liga e ferramenta, nos estados forjado, recozido, normalizado ou temperado e revenido), na transcrição do Boletim 2059 da Mitutoyo. A resistência à tração é a tabelada pela mesma fonte, de 32 a 58 HRC.

HRCHVHB (10 mm, 3.000 kgf)Resistência à tração aprox. (MPa)
65832739não tabelada
62746688não tabelada
60697654não tabelada (estimativas de 2.200 a 2.500)
586536152.330
566135772.158
545775432.013
525445121.882
505134811.758
484844551.641
464584321.524
444344091.434
424123901.338
403923711.255
383723531.179
363543361.110
323183011.007
30302286não tabelada
20238226não tabelada

Como usar a tabela. Localize a linha da escala que você mediu e leia as outras colunas; para valores intermediários, interpole entre as linhas vizinhas. Três limites valem sempre:

  • Só para aços não austeníticos. Inox austenítico, alumínio, cobre e ligas de níquel têm tabelas próprias na E140. Usar a tabela de aço neles dá número errado.
  • A incerteza típica é de ±5 % entre 20 e 60 HRC. É uma conversão empírica, não uma medida.
  • Abaixo de 20 HRC, não use HRC. A escala perde resolução; meça em HB ou HRB. Acima de cerca de 450 HB, o Brinell só vale com esfera de metal duro (HBW).

O gráfico mostra por que não se converte com uma regra de três: a curva não é reta. Entre 20 e 40 HRC, cada ponto de HRC vale cerca de 8 HV; entre 56 e 65 HRC, cerca de 24 HV.

Gráfico de conversão de dureza em aços mostrando HV e HB em função de HRC de 20 a 65, com 60 HRC igual a 697 HV e 654 HB
Conversão HRC, HV e HB em aços pela ASTM E140: a relação não é linear

Qual a diferença entre HRC e HB?

HB (Brinell) mede o diâmetro da impressão de uma esfera grande; HRC (Rockwell C) mede a profundidade da impressão de um cone de diamante, como mostrado nas escalas, mais acima. Sendo grandezas diferentes, não existe fórmula entre as duas, só a tabela empírica: 40 HRC ≈ 371 HB, 50 HRC ≈ 481 HB. No conversor abaixo, escolha a escala que você mediu e leia as demais.

Simulação interativa

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O que significa 60 HRC

60 HRC é um aço temperado de alta dureza. Pela ASTM E140, equivale a cerca de 697 HV e 654 HBW. Pela definição da escala C, a profundidade permanente da impressão foi de (100 − 60) × 0,002 = 0,080 mm; uma peça de 20 HRC deixaria 0,160 mm.

Essa dureza aparece em aços-ferramenta para trabalho a frio, como o D2 (VC131 da Villares Metals, usado entre 58 e 63 HRC), em matrizes e facas de corte, e na superfície de eixos de aço 1045 temperados por indução, que chegam a 54 a 60 HRC. A resistência à tração não é tabelada nessa faixa: as estimativas vão de cerca de 2.200 a 2.500 MPa, e nessa dureza o aço é frágil, então o valor medido em tração é incerto. O que 60 HRC garante é resistência ao desgaste e à deformação da aresta, e não tenacidade.

Dureza dos aços: 1020, 1045, 4140, 4340 e aços-ferramenta

A pergunta "qual a dureza do aço X?" só tem resposta com o estado de tratamento. O mesmo aço 1045 vai de cerca de 170 HB, laminado, a 60 HRC na superfície temperada.

Cada tratamento age de um jeito. A têmpera forma martensita e leva o aço ao máximo de dureza que o teor de carbono permite; o revenimento troca parte dessa dureza por tenacidade, e quanto mais alta a temperatura, mais a dureza cai. O recozimento e a normalização deixam o aço macio, na faixa do Brinell. A cementação, a nitretação e a têmpera por indução endurecem só a superfície e mantêm o núcleo mais tenaz. O encruamento, por deformação a frio, também sobe a dureza sem tratamento térmico. A visão geral está em tratamento térmico dos metais.

O gráfico abaixo mostra o efeito do revenimento no aço 4140: temperado em óleo ele chega a 54-58 HRC, e a dureza cai de 52-54 HRC, revenido a 205 °C, para 26-30 HRC, revenido a 650 °C.

Gráfico da dureza do aço 4140 em HRC em função da temperatura de revenimento, de 52 a 54 HRC a 205 °C até 26 a 30 HRC a 650 °C
O mesmo aço 4140 vai de 58 a 26 HRC conforme o revenimento

A tabela reúne valores típicos de dureza por aço e por estado de tratamento:

AçoEstadoDureza típicaFonte
SAE 1020Laminado ou recozido111 HB (cerca de 64 HRB)AZoM
SAE 1020Cementadoacima de 65 HRC na camada; núcleo macioAZoM
SAE 1045Laminado a quente ou normalizado170 a 210 HBAZoM
SAE 1045Temperado e revenido a 550-650 °C26 a 35 HRCHuaxia Steel
SAE 1045Temperado e revenido a 400-500 °C35 a 45 HRCHuaxia Steel
SAE 1045Temperado e revenido a 100-200 °C (barra Ø 10 mm)57 a 58 HRCLucefin (C45E)
SAE 1045Têmpera superficial por indução54 a 60 HRC na superfícieAZoM
SAE 4140Recozido197 HBAZoM
SAE 4140Temperado em óleo, sem revenir54 a 58 HRCASM Handbook (via UTEC)
SAE 4140Revenido de 205 °C a 650 °Cde 52-54 a 26-30 HRCASM Handbook (via UTEC)
SAE 4140Barra pré-beneficiada comercial28 a 32 HRCNifty Alloys
SAE 4340Recozido217 HBAZoM
D2 / VC131Temperado e revenido58 a 63 HRCVillares Metals; GGD Metals
Aço rápido (M2, M42)Temperado e revenido63 a 68 HRCAobo Steel

Os valores são faixas típicas: variam com a seção da peça, o meio de têmpera e o teor real de carbono. O que o desenho técnico especifica, e a inspeção confere, é a faixa final, por exemplo "4140 temperado e revenido, 28 a 32 HRC".

Qual o aço com maior dureza?

Entre os aços, os mais duros são os aços rápidos (63 a 68 HRC) e os aços-ferramenta de metalurgia do pó, que chegam perto de 70 HRC. Acima disso já não é aço: o metal duro (carbeto de tungstênio com cobalto) tem de 1.500 a 2.500 HV, e as cerâmicas técnicas vão além.

Dureza, resistência e tenacidade não são a mesma coisa

Dureza e resistência à tração se correlacionam nos aços, porque as duas refletem a resistência ao escoamento plástico. Há três relações usadas na prática:

RelaçãoExpressãoFonte
Regra do CallisterLRT (MPa) ≈ 3,45 × HBCallister e Rethwisch
Pavlina e Van TyneLRT = −99,8 + 3,734 × HV; escoamento = −90,7 + 2,876 × HV (MPa)J. Mater. Eng. Perform. 17 (2008) 888-893
Tabela Mitutoyo (E140)valor tabelado de 32 a 58 HRCBoletim 2059

As três não coincidem, e é isso que importa. Um exemplo: um lote de eixos de 4140 temperado e revenido marcou 40 HRC, ou seja, 392 HV e 371 HB. A tabela dá 1.255 MPa, a regra do Callister 3,45 × 371 = 1.280 MPa, e Pavlina −99,8 + 3,734 × 392 = 1.364 MPa. São cerca de 8 % de diferença entre elas. Para confirmar o limite de resistência à tração, faz-se o ensaio de tração num corpo de prova de 10 mm de diâmetro (área de 78,5 mm²): a força de ruptura esperada fica entre 98,6 e 107,1 kN. Uma máquina universal de ensaios de 50 kN não rompe esse corpo de prova, e mesmo a de 100 kN fica no limite; o modelo de coluna dupla de 100 a 200 kN, na versão de 150 ou 200 kN, rompe com folga, e o software traça o diagrama tensão-deformação completo. A dureza é a triagem; o valor de projeto vem da tração.

Dureza e tenacidade costumam andar em sentidos opostos. Tenacidade é a energia que o material absorve até fraturar. O diamante tem cerca de 10.000 HV e tenacidade à fratura de apenas 3,4 MPa√m; o vidro e as cerâmicas são duros e quebram de uma vez. No aço, revenir em temperatura baixa mantém a dureza alta e reduz a energia absorvida no ensaio de impacto; revenir em temperatura alta faz o contrário. Uma ferramenta de corte é especificada pela dureza; um gancho de guindaste, pela tenacidade.

Dureza e rigidez também são coisas diferentes. O módulo de elasticidade do aço fica em torno de 200 GPa tanto recozido quanto temperado: o tratamento térmico leva o 4140 de 197 HB a mais de 50 HRC e quase não mexe na rigidez. Uma peça temperada não flete menos que uma recozida sob a mesma carga elástica; ela só aguenta mais antes de deformar permanentemente.

Dureza de outros materiais

Em Vickers dá para colocar quase todos os materiais na mesma régua. O gráfico, em escala logarítmica, vai do estanho (5 HV) ao diamante (10.000 HV), com os tipos de materiais por cor.

Gráfico da dureza Vickers de materiais em escala logarítmica, do estanho com 5 HV ao diamante com 10.000 HV, com quartzo, alumina e diamante marcados na escala de Mohs
Dureza Vickers do estanho ao diamante: a escala de Mohs só ordena

Materiais de alta dureza. No topo da régua estão as cerâmicas técnicas: alumina, carbeto de silício, nitreto cúbico de boro e o diamante. A dureza delas vem das ligações iônicas e covalentes, que quase não permitem deformação plástica; o preço é a fragilidade, e por isso servem como abrasivo, ferramenta de corte e revestimento, não como peça que recebe impacto. Entre os metais, a dureza depende mais da liga e do tratamento que do metal-base. No aço inoxidável, o austenítico (como o 304) não endurece por têmpera, só por deformação a frio, e fica na faixa baixa; o martensítico (como o 420) é temperável e chega à faixa dos aços temperados. A liga de titânio Ti-6Al-4V é escolhida pela relação resistência/peso e pela resistência à corrosão, mas a dureza dela é a de um aço médio, não a de um aço-ferramenta.

Materiais de baixa dureza. Metais puros, como estanho, chumbo, cobre e alumínio, são macios; o alumínio ganha dureza com os elementos de liga e com o envelhecimento, e por isso as ligas cobrem uma faixa larga. Polímeros ficam abaixo dos metais, e as borrachas, abaixo de todos: nelas a baixa dureza é justamente o que dá flexibilidade e absorção de impacto, e a medida é em Shore A, de cerca de 20 a 80 nas borrachas de silicone, conforme a formulação. A madeira também é um material de baixa dureza, com valores da ordem de poucas unidades Brinell.

A tabela resume a dureza Vickers típica de cada família:

MaterialDureza Vickers típica
Polímeros (PP, PVC, epóxi)7 a 45 HV
Cobre40 HV
Ligas de alumínio25 a 140 HV
Aço baixo carbono140 a 280 HV
Inox austenítico180 a 400 HV
Titânio Ti-6Al-4V320 a 380 HV
Vidro sodo-cálcico490 HV
Aço-ferramenta700 a 1.000 HV
Metal duro (WC)1.500 a 2.500 HV
Carbeto de silício2.400 a 2.800 HV
Nitreto cúbico de borocerca de 4.500 HV
Diamantecerca de 10.000 HV

Os números são ordem de grandeza: cada valor depende da liga, do tratamento e da carga do ensaio. Os polímeros aparecem em Vickers só para comparação: na prática são especificados em Shore, e o comportamento deles em tração e compressão é medido em máquinas universais de 2 a 10 kN.

Exercícios resolvidos de dureza

1. Vickers. Num ensaio HV30 (F = 30 kgf = 294,2 N), as diagonais medidas foram 0,398 mm e 0,402 mm. A média é d = 0,400 mm e d² = 0,160 mm². Então HV = 0,1891 × 294,2 / 0,160 = 348 HV30. Pela tabela, fica entre 354 HV (36 HRC) e 318 HV (32 HRC), ou seja, cerca de 35 HRC, com resistência à tração estimada de 1.200 MPa por Pavlina.

2. Brinell. Esfera de 10 mm, carga de 3.000 kgf (29.420 N), impressão com d = 4,00 mm. Primeiro, √(D² − d²) = √(100 − 16) = 9,165 mm, logo D − 9,165 = 0,835 mm. A área é πD × 0,835 = 26,23 mm². Então HBW = 0,102 × 2 × 29.420 / 26,23 = 229 HBW 10/3000, e a resistência à tração pela regra do Callister é 3,45 × 229 ≈ 790 MPa.

3. Rockwell. O durômetro registrou uma profundidade permanente de 0,100 mm na escala C. Qual a dureza? HRC = 100 − 0,100 / 0,002 = 100 − 50 = 50 HRC, que pela tabela de conversão equivale a 513 HV e 481 HB. Compare com os 0,080 mm de uma peça de 60 HRC: quanto mais dura a peça, mais rasa a impressão.

4. Interpolação na tabela. Um eixo marcou 45 HRC, valor que não está na tabela. Ele fica no meio entre 44 HRC (434 HV, 409 HB, 1.434 MPa) e 46 HRC (458 HV, 432 HB, 1.524 MPa), então se toma a média das linhas vizinhas: cerca de 446 HV, 420 HB e 1.480 MPa de resistência à tração estimada, com a incerteza de ±5 % da própria conversão.

Erros comuns sobre dureza

  1. Dar o número sem a escala. "Dureza 60" pode ser 60 HRC (aço-ferramenta), 60 HRB (latão) ou 60 Shore A (borracha).
  2. Converter com a tabela errada. A tabela de aço não vale para inox austenítico, alumínio ou cobre.
  3. Usar HRC abaixo de 20. Fora da faixa; use HB ou HRB. O 4140 recozido tem 197 HB, não "13 HRC".
  4. Dizer a dureza de um aço sem o estado. Recozido, normalizado ou temperado e revenido mudam tudo.
  5. Confundir dureza com tenacidade ou com rigidez. Vidro é duro e frágil; o aço temperado tem o mesmo módulo de elasticidade do recozido.
  6. Medir camada fina com Rockwell. Camada cementada ou nitretada pede microdureza Vickers ou Knoop numa seção polida.
  7. Estimar a resistência de aço acima de 58 HRC pela tabela. Não é tabelada, e as estimativas divergem em cerca de 15 %.

Normas de dureza

  • ASTM E140-12b(2019)e1: tabelas de conversão de dureza para metais (Brinell, Vickers, Rockwell, Knoop, escleroscópio e Leeb).
  • ISO 18265:2013: conversão de valores de dureza em materiais metálicos.
  • ASTM E10-23, E18-25 e E92-26: métodos Brinell, Rockwell, e Vickers e Knoop. No Brasil, as adoções ABNT NBR ISO 6506-1:2019, 6508-1 e 6507-1.
  • ASTM E110-14(2023): Rockwell e Brinell com durômetros portáteis.
  • ASTM D2240-15(2021): dureza Shore de borrachas e plásticos.

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Limite elástico e limite de escoamento: o que é, diferença, fórmula, Rp0,2 e tabela do aço

O limite elástico é a maior tensão sem deformação permanente; o limite de escoamento é a tensão em que a deformação plástica fica mensurável (ReH e ReL no aço com patamar, Rp0,2 nos demais). Veja a diferença, a fórmula Re = Fe/S0, os símbolos, o offset de 0,2 %, a tabela do aço com condição do material, o CA-50 e exercícios.

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Módulo de elasticidade (módulo de Young): o que é, fórmula, unidade, tabela de materiais e como medir

O módulo de elasticidade, ou módulo de Young (E), é a razão entre tensão e deformação no trecho linear elástico, E = σ/ε, e mede a rigidez do material. Veja a fórmula, a unidade e as conversões, a tabela de E de mais de 20 materiais, a relação com G, K e Poisson, os módulos tangente, secante e de corda e como medir com extensômetro.

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Perguntas frequentes

O que é dureza?

Dureza é a resistência de um material à deformação plástica localizada, como um risco ou uma impressão na superfície. Não é uma propriedade fundamental: o número depende do método de ensaio. Por isso se escreve sempre com a escala, como 60 HRC ou 229 HBW.

Quais são os tipos de dureza?

São três: por risco (escala de Mohs, dureza lápis), por penetração (Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop e Shore) e por rebote (Leeb e escleroscópio). Na engenharia de metais, a dureza por penetração é a mais usada.

Como medir a dureza?

Com um durômetro, que pressiona um penetrador padronizado contra a peça com carga conhecida e mede o tamanho (Brinell, Vickers) ou a profundidade (Rockwell) da impressão. Os métodos seguem as normas ASTM E10, E18 e E92, e o passo a passo está no artigo sobre ensaio de dureza.

O que é a dureza HRC?

É a dureza Rockwell na escala C: cone de diamante de 120°, pré-carga de 10 kgf e carga total de 150 kgf. O valor é HRC = 100 − h/0,002, com a profundidade h em mm. É a escala dos aços temperados, de cerca de 20 a 70 HRC.

Qual é a diferença entre dureza HRC e HB?

HB (Brinell) mede o diâmetro da impressão de uma esfera; HRC (Rockwell C) mede a profundidade da impressão de um cone de diamante. Não há fórmula exata entre elas, só tabela empírica: 40 HRC equivale a cerca de 371 HB e 50 HRC a cerca de 481 HB (ASTM E140).

O que significa 60 HRC?

É um aço temperado de alta dureza, equivalente a cerca de 697 HV e 654 HB pela ASTM E140. É típico de ferramentas de corte, matrizes de aço D2 e superfícies temperadas por indução. A resistência à tração estimada fica entre 2.200 e 2.500 MPa, com baixa tenacidade.

Qual a dureza do aço 1045 em HRC?

Laminado ou normalizado, o aço 1045 tem de 170 a 210 HB, abaixo da faixa útil do HRC. Temperado e revenido, vai de 26 a 35 HRC (revenido a 550-650 °C) até 57 a 58 HRC (revenido a 100-200 °C, em barra de 10 mm; peças mais grossas ficam abaixo). Com têmpera por indução, chega a 54 a 60 HRC na superfície.

Qual a dureza do aço 4140 em HRC?

Recozido, o aço 4140 tem 197 HB, fora da faixa HRC. Temperado em óleo atinge 54 a 58 HRC e, revenido entre 205 °C e 650 °C, fica entre 52-54 e 26-30 HRC (ASM Handbook). A barra pré-beneficiada comercial costuma vir com 28 a 32 HRC.

Qual o aço com maior dureza?

Os aços rápidos e os aços-ferramenta de metalurgia do pó, que chegam a 63-68 HRC e perto de 70 HRC. Acima disso já não é aço: o metal duro tem de 1.500 a 2.500 HV e o diamante cerca de 10.000 HV.

Qual o material mais duro que existe?

O diamante: 10 na escala de Mohs e cerca de 10.000 HV. Depois vêm o nitreto cúbico de boro, com cerca de 4.500 HV, e o carbeto de boro, com 2.900 a 3.300 HV.

Dureza e resistência à tração são a mesma coisa?

Não, mas nos aços elas se correlacionam: a resistência à tração em MPa é aproximadamente 3,45 × HB, pela regra do Callister, ou −99,8 + 3,734 × HV, por Pavlina e Van Tyne (2008). É uma estimativa com cerca de 5 a 10 % de incerteza; o valor oficial vem do ensaio de tração.

O que é a escala de Mohs?

É uma escala de 1 (talco) a 10 (diamante), criada por Friedrich Mohs em 1812, em que cada mineral risca os de número menor. Ela só ordena: o diamante é cerca de 8 vezes mais duro que o quartzo (Mohs 7) em Vickers, e não apenas 3 pontos.