Tabela de conversão de dureza: HLD, HRC, HRB, HV, HB, HSD

O que é dureza?

A dureza refere-se à capacidade de um material resistir à penetração de um objeto duro em sua superfície. É um dos importantes indicadores de desempenho dos materiais metálicos.

Geralmente, quanto maior a dureza, melhor será a resistência ao desgaste. Os indicadores de dureza comuns incluem dureza Brinell, dureza Rockwell e dureza Vickers.

1. Dureza Brinell (HB)

Isso é determinado pela aplicação de uma certa carga (geralmente 3.000 kg) a uma bola de aço endurecido de determinado tamanho (geralmente 10 mm de diâmetro) pressionada na superfície do material, mantida por um período e, após o descarregamento, a relação entre a carga e sua área de indentação é a Valor de dureza Brinell (HB), a unidade é KN/mm² (N/mm²).

2. Dureza Rockwell (HR)

Quando HB>450 ou a amostra é muito pequena, o teste de dureza Brinell não pode ser usado e a medição de dureza Rockwell é adotada. É determinado pressionando um cone de diamante com ângulo superior de 120° ou uma esfera de aço com diâmetro de 1,59,3,18 mm na superfície do material sob uma determinada carga, e a dureza do material é calculada a partir da profundidade do recuo. De acordo com as diferentes durezas do material de teste, ela é expressa em três escalas diferentes:

• HRA: Dureza obtida utilizando carga de 60kg e penetrador cônico diamantado, utilizado para materiais extremamente duros (como ligas duras).
• HRB: Dureza obtida utilizando uma carga de 100kg e uma esfera de aço temperado de 1,58mm de diâmetro, utilizada para materiais de menor dureza (como aço recozido, ferro fundido).
• HRC: Dureza obtida com carga de 150kg e penetrador cônico diamantado, utilizado para materiais muito duros (como aço temperado).

3. Dureza Vickers (HV)

Ao pressionar um cone quadrado de diamante com um ângulo superior de 136° e uma carga de 120 kg ou menos na superfície do material, o valor HV da dureza Vickers (kgf/mm²) é obtido dividindo a área superficial da cava de indentação do material pelo valor da carga.

4. HLD (dureza Leeb):

A dureza Leeb é uma métrica usada para medir a dureza local ou geral de materiais metálicos. É determinado medindo a resposta do material à carga de impacto. O valor da dureza Leeb pode ser convertido em outras unidades de dureza, como dureza Rockwell e dureza Brinell.

5. HSD (dureza Shore):

A dureza Shore é um método para medir a dureza de materiais não metálicos. É determinado medindo a resistência do material a um formato específico de penetrador. Os valores de dureza Shore também podem ser convertidos em outras unidades de dureza.

Observação:

Na dureza Rockwell, HRA, HRB e HRC são três padrões diferentes, chamados de Escala A, Escala B e Escala C.

O teste de dureza Rockwell é um dos vários testes de dureza de indentação comuns usados ​​atualmente. Todas as três escalas começam com uma pressão inicial de 98,07N (equivalente a 10kgf), e o valor da dureza é calculado com base na profundidade da indentação. A escala A utiliza penetrador cônico diamantado e aplica pressão de até 588,4N (equivalente a 60kgf); A escala B utiliza uma esfera de aço com diâmetro de 1,588mm (1/16 polegada) como penetrador e aplica pressão de até 980,7N (equivalente a 100kgf); A Escala C utiliza o mesmo cone de diamante da Escala A, mas a pressão aplicada é de 1471N (equivalente a 150kgf). Portanto, a Escala B é adequada para materiais relativamente mais macios, enquanto a Escala C é adequada para materiais mais duros.

A experiência mostrou que existe uma correlação aproximada entre vários valores de dureza de materiais metálicos e entre valores de dureza e valores de resistência. Uma vez que o valor da dureza é determinado pela resistência à deformação plástica inicial e pela subsequente resistência à deformação plástica, quanto maior for a resistência do material, maior será a resistência à deformação plástica e, portanto, maior será o valor da dureza. No entanto, a relação de conversão de vários materiais não é consistente.

Consulte a “Tabela de comparação de dureza” neste site, que fornece uma tabela para converter diferentes valores de dureza do aço.

Tabela de conversão de dureza

De acordo com a norma alemã DIN50150, abaixo está a tabela de comparação da resistência à tração dos materiais de aço comumente usados ​​com dureza Vickers, dureza Brinell e dureza Rockwell.

1. Tabela de dureza HB, HB, HRC

2. Gráfico de dureza HV, HRC, HBS

3. Tabela de dureza HLD, HRC, HRB, HV, HB, HSD

Conversão de Valores de Dureza do Aço

Valores aproximados de conversão da dureza Vickers do aço (HV) para outras medidas de dureza e resistência.

• a) Os valores representados em negrito nesta tabela estão alinhados com os valores de conversão de dureza conforme tabela ASTM-E140 acima, listados pela respectiva associação SAE-ASM-ASTM.
• b) Os valores numéricos entre parênteses estão fora do intervalo e são fornecidos apenas para referência.

Fórmulas de conversão de dureza

1. Dureza Shore (HS) = Dureza Brinell (BHN) / 10 + 12
2. Dureza Shore (HS) = Dureza Rockwell (HRC) + 15
3. Dureza Brinell (BHN) = Dureza Vickers (HV)
4. Dureza Rockwell (HRC) = Dureza Brinell (BHN) / 10 – 3

Dureza Rockwell (HRC) vs Dureza Brinell (HB)

A dureza é um indicador de desempenho que mede o grau de suavidade ou dureza de um material. Existem muitos métodos para testes de dureza, cada um com princípios diferentes, levando a diferentes valores e significados de dureza.

O mais comum é o teste de dureza de indentação de carga estática, como Dureza Brinell (HB), Dureza Rockwell (HRA, HRB, HRC) e Dureza Vickers (HV).

Esses valores de dureza indicam a capacidade de uma superfície de material resistir à indentação de um objeto duro.

As populares Dureza Leeb (HL) e Dureza Shore (HS) pertencem aos testes de dureza de rebote, representando o tamanho do trabalho de deformação elástica do metal.

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

1. Dureza do Aço: O símbolo da dureza do metal (Dureza) é H.

Dependendo do método de teste utilizado,

• Convencionalmente, existem medições de dureza Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV) e Leeb (HL), entre as quais HB e HRC são mais comumente usadas.
• O HB possui uma ampla gama de aplicações, enquanto o HRC é adequado para materiais com alta dureza superficial, como dureza de tratamento térmico. A diferença entre eles está no penetrador utilizado no durômetro; o testador de dureza Brinell usa uma esfera de aço, enquanto o testador de dureza Rockwell usa um diamante.
• HV é usado para análise microscópica. A dureza Vickers (HV) é determinada pressionando um cone quadrado de diamante com uma carga de até 120kg e um ângulo superior de 136° na superfície do material e, em seguida, dividindo a área da superfície do poço de indentação pelo valor da carga para obter o Vickers. valor de dureza (HV).
• O durômetro portátil HL é fácil de medir. Ele calcula a dureza usando uma bola de impacto para ricochetear na superfície de dureza e a fórmula para Dureza Leeb HL = 1000 × VB (velocidade de rebote) / VA (velocidade de impacto).
• O testador de dureza Leeb portátil mais comumente usado pode converter medições de Leeb (HL) em dureza Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV) e Shore (HS). Ou use o princípio Leeb para medir diretamente os valores de dureza com Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL), Shore (HS).

A dureza Rockwell (HRC) é geralmente usada para materiais com alta dureza, como aqueles após tratamento térmico.

2. HB – Dureza Brinell

Geralmente é usado quando o material é mais macio, como metais não ferrosos ou aço antes do tratamento térmico ou após o recozimento. A dureza Brinell (HB) é medida aplicando uma determinada carga de teste para pressionar uma esfera de aço endurecido ou esfera de metal duro de um determinado diâmetro na superfície do metal que está sendo testado, mantendo-a por um tempo especificado, depois descarregando e medindo o diâmetro de o recuo na superfície testada.

O valor da Dureza Brinell é obtido dividindo a carga pela área superficial esférica da indentação.

Normalmente, uma certa carga (geralmente 3.000 kg) é usada para pressionar uma esfera de aço endurecido de um determinado tamanho (geralmente 10 mm de diâmetro) na superfície do material, mantida por um período de tempo, e após a descarga, a proporção da carga para o área de indentação é o valor da Dureza Brinell (HB), com unidades em quilograma-força/mm2 (N/mm²).

3. A dureza Rockwell usa a profundidade da deformação plástica da indentação para determinar o índice do valor da dureza.

Uma unidade de dureza é 0,002 milímetros. Quando HB>450 ou a amostra for muito pequena, o teste de dureza Brinell não pode ser usado e a medição de dureza Rockwell é adotada. Isso envolve o uso de um cone de diamante com ângulo de vértice de 120° ou uma esfera de aço com diâmetro de 1,59 ou 3,18 mm, sob uma determinada carga, pressionada na superfície do material, e a determinação da dureza do material a partir da profundidade da indentação. De acordo com as diferentes durezas do material de teste, são utilizadas três escalas diferentes:

• HRA: Utiliza uma carga de 60kg e um penetrador de cone de diamante para determinar a dureza, e é utilizado para materiais com dureza extremamente alta (como ligas duras, etc.).
• HRB: Utiliza uma carga de 100kg e uma esfera de aço endurecido com diâmetro de 1,58mm para determinar a dureza, e é utilizado para materiais com menor dureza (como aço recozido, ferro fundido, etc.).
• HRC: Utiliza uma carga de 150kg e um penetrador de cone diamantado para determinar a dureza, e é utilizado para materiais com dureza muito alta (como aço temperado, etc.).

Adicionalmente:

• HRC implica escala C de dureza Rockwell.
• HRC e HB são amplamente utilizados na produção.
• A faixa aplicável do HRC é HRC 20-67, equivalente a HB225-650.

Se a dureza exceder esta faixa, use a escala de dureza A Rockwell (HRA).

Se a dureza estiver abaixo desta faixa, use a escala de dureza B Rockwell (HRB).

O limite superior da dureza Brinell é HB650; não pode exceder este valor.

4. O penetrador para a escala C do testador de dureza Rockwell é um cone de diamante com um ângulo de vértice de 120 graus. A carga de teste é um valor fixo e o padrão chinês é de 150 quilogramas de força. O penetrador para o testador de dureza Brinell é uma esfera de aço endurecido (HBS) ou uma esfera de liga dura (HBW). A carga de teste varia com o diâmetro da esfera, variando de 3.000 a 31,25 quilogramas de força.

5. O recuo da dureza Rockwell é muito pequeno e o valor da medição é local, portanto o valor médio deve ser calculado medindo vários pontos. É adequado para produtos acabados e chapas finas e é classificado como ensaio não destrutivo. O recuo da dureza Brinell é maior e o valor da medição é preciso, mas não é adequado para produtos acabados e chapas finas. Geralmente não é classificado como teste não destrutivo.

6. O valor da dureza Rockwell é um número adimensional, sem unidade. (Portanto, é incorreto referir-se à dureza Rockwell como um grau.) O valor da 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 e também pode ser exibida digitalmente. É conveniente operar, rápido e intuitivo e adequado para produção em massa. A dureza Brinell requer o uso de um microscópio para medir o diâmetro do recuo e, em seguida, consultar a tabela ou calcular, a operação é relativamente complicada.

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

Teste de dureza

A dureza é uma propriedade crítica dos materiais, particularmente em aplicações industriais e de engenharia. Refere-se à medida da resistência de um material à deformação, especialmente à deformação plástica, quando sujeito a uma força. Em termos mais simples, a dureza indica a capacidade de um material resistir à penetração, arranhões ou desgaste. Este atributo é crucial na avaliação do desempenho e durabilidade dos materiais utilizados em diversos ambientes.

Existem várias escalas e métodos de medição de dureza, mas os mais comumente usados ​​incluem HLD, HRC, HRB, HV, HB e HSD. Cada uma dessas medições testa diferentes aspectos da resistência de um material a forças ou deformação usando técnicas e maquinários de teste específicos. É importante compreender as várias escalas de dureza, pois elas podem fornecer resultados diferentes e são mais adequadas para tipos específicos de materiais.

HLD, ou Dureza Leeb, é um teste de dureza dinâmico que mede a velocidade de rebote de um pequeno corpo de impacto após ser atingido contra o material sob teste. Quanto maior a velocidade de recuperação, mais duro é o material. O HLD é utilizado para testes in-situ de componentes grandes e pesados.

HRC, HRB e outras escalas de dureza Rockwell utilizam um pequeno penetrador para criar um recuo na superfície do material sob uma força predeterminada. A profundidade do recuo é medida, dando-nos uma indicação da dureza. Os valores de dureza são representados como 0-100 HRC, 0-100 HRB e assim por diante. A dureza Rockwell é normalmente usada para avaliar metais e materiais mais duros.

HV representa a dureza Vickers e emprega um penetrador de pirâmide de diamante com uma carga aplicada para criar um pequeno recuo na superfície do material. As dimensões do recuo são então medidas, o que revela o valor da dureza do material. A dureza Vickers é adequada para materiais com vários níveis de dureza e espessuras, incluindo cerâmica e revestimentos metálicos finos.

HB significa Dureza Brinell e usa um penetrador esférico sob uma carga específica empurrada para dentro do material. O diâmetro da reentrância esquerda é medido para determinar a dureza do material. A dureza Brinell é comumente utilizada para materiais mais macios, como alumínio, latão e certos tipos de aço.

Por último, HSD é uma abreviatura de Escleroscópio de Dureza – um método de teste de dureza menos comum que opera com base no princípio de medir a altura de rebote de um martelo com ponta de diamante após ele impactar a superfície do material.

A seleção do método de medição de dureza apropriado é crucial para obter resultados precisos e avaliar o desempenho do material. É essencial considerar as propriedades específicas do material, os requisitos da indústria e as necessidades de aplicação para tomar decisões informadas ao selecionar métodos de medição de dureza.

Quais são as fontes comuns de erros em testes de dureza e como esses erros podem ser reduzidos?

As fontes comuns de erros em testes de dureza incluem principalmente erros do próprio testador de dureza, mudanças nas condições de teste e erros técnicos do operador. Especificamente, as fontes de erro nos testes de dureza Rockwell podem ser divididas em três categorias principais: a primeira categoria são problemas com o próprio testador de dureza, como força de teste, erro de posição da forma do penetrador e erro de estrutura de medição; a segunda categoria de erros decorre de alterações nas condições de teste; a terceira categoria de erros origina-se de erros técnicos do operador. As fontes de erro nos testes de dureza Vickers incluem o direcionamento e a leitura das diagonais de indentação pelo operador, que podem ser errôneas, e as diferenças de resultados que podem surgir de diferentes pessoas usando diferentes dispositivos de medição.

Para reduzir esses erros, as seguintes medidas podem ser tomadas:

Para erros do próprio testador de dureza, eles podem ser reduzidos por meio de calibração e manutenção regulares. Por exemplo, para testadores de dureza Rockwell, certifique-se de que suas peças não se deformem ou se movam para evitar erros causados ​​por parâmetros de dureza que excedam os padrões especificados.

Melhore as condições de teste, como aumentar a rugosidade da superfície, o peso e o grau de acoplamento da peça de trabalho, especialmente ao medir a dureza Brinell. Para materiais especiais, como placas finas, aplique uma camada uniforme de manteiga ou vaselina na parte traseira para melhorar o efeito de acoplamento.

Reduza os erros técnicos do operador. Os testadores de dureza Vickers totalmente automáticos podem eliminar em grande parte os erros humanos, pois reduzem a dependência do direcionamento e da leitura das diagonais de indentação.

Use testadores de dureza adequados para testes. Por exemplo, para peças pequenas, escolha um testador de dureza adequado e tome as medidas correspondentes para reduzir erros, como evitar impacto lateral em materiais ocos.

Através destas medidas, os erros nos testes de dureza podem ser efetivamente reduzidos, melhorando a precisão e a confiabilidade dos resultados dos testes.