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

2024年5月23日 Roberto Magalhães

1. Dureza

A dureza é um indicador de desempenho usado para avaliar a suavidade ou dureza dos materiais. Existem 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 de indentação de carga estática, ou seja, Dureza Brinell (HB), Dureza Rockwell (HRA, HRB, HRC), Dureza Vickers (HV) e a dureza da borracha plástica Dureza Shore (HA, HD) entre outros . Esses valores de dureza representam a resistência da superfície do material ao ser indentado por um objeto duro.

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

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

é normalmente representado como dureza Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL), etc., sendo HB e HRC os mais comumente usados.
O HB possui uma ampla gama de aplicações, enquanto o HRC é adequado para materiais com alta dureza superficial, como dureza tratada termicamente. A diferença entre os dois está nas diferentes cabeças dos testadores de dureza, com o testador de dureza Brinell usando uma esfera de aço e o testador de dureza Rockwell usando um diamante.
HV é adequado para análise microscópica. A Dureza Vickers (HV) utiliza uma carga de até 120kg e um penetrador de cone quadrado diamantado com ângulo superior de 136° pressionado na superfície do material. O valor da Dureza Vickers (HV) é calculado dividindo a área superficial da indentação no material pelo valor da carga.
O testador de dureza portátil HL, fácil de medir, usa uma cabeça esférica saltitante para impactar a superfície de dureza, produzindo um salto. Usando a relação entre a velocidade de rebote da cabeça de impacto a 1 mm da superfície da amostra e a velocidade de impacto para calcular a dureza. A fórmula é: 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 medição de 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 recozimento. A dureza Rockwell (HRC) é geralmente usada para materiais com maior dureza, como dureza pós-tratamento térmico.

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

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

Normalmente é: usar uma determinada carga (geralmente 3.000 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 sua área de indentação é o valor da dureza Brinell (HB), a unidade é kgf/mm2 (N/mm²).

HR – Dureza Rockwell

Rockwell Hardness (HR-) usa profundidade de deformação plástica de indentação para determinar o índice de valor de dureza. Uma unidade de dureza é 0,002 mm.

Quando HB > 450 ou a amostra for muito pequena, o teste de dureza Brinell não pode ser usado e a medição de dureza Rockwell deve ser adotada.

Ele utiliza um cone de diamante com ângulo de vértice de 120° ou uma esfera de aço com diâmetro de 1,59,3,18mm, sob uma determinada carga, para pressionar a superfície do material a ser testada, 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 com carga de 60kg e penetrador cônico diamantado, utilizado para materiais extremamente duros (como metal duro).
HRB: Dureza obtida utilizando uma carga de 100kg e uma esfera de aço endurecido de 1,59mm de diâmetro, utilizada para materiais de menor dureza (como aço recozido, ferro fundido, etc.).
HRC: Dureza obtida com carga de 150kg e penetrador cônico diamantado, utilizado para materiais de altíssima dureza (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 esta faixa, a escala HRA de dureza Rockwell A é usada. Se a dureza for inferior a esta faixa, a escala de dureza B HRB da Rockwell é usada. O limite superior de dureza Brinell é HB650, não podendo ultrapassar este valor.

(4) O penetrador 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 penetrador do durômetro Brinell é uma esfera de aço endurecido (HBS) ou uma esfera de liga dura (HBW), e a carga de teste varia com o diâmetro da esfera, variando de 3.000 a 31,25 kgf.

(5) A dureza Rockwell possui pequenas reentrâncias, o valor medido é local, o valor médio deve ser obtido medindo vários pontos, adequados para produtos acabados e chapas finas, pertencentes à categoria de ensaios não destrutivos.

O recuo da dureza Brinell é maior, o valor medido é preciso, não adequado para produtos acabados e chapas finas, geralmente não pertencentes à categoria de ensaios 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 conveniente de operar, rápida, intuitiva, adequada para produção em massa.

A dureza Brinell requer medir o diâmetro do recorte com um microscópio e depois consultar a tabela ou calcular, a operação é mais complicada.

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

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

De acordo com a norma alemã DIN50150, abaixo está a tabela de comparação de resistência à tração com Dureza Vickers, Dureza Brinell e Dureza Rockwell para uma variedade de materiais de aço comumente usados:

Resistência à tracção Rm N/mm²	Alta tensão	HB	CDH
250	80	76,0	–
270	85	80,7	–
285	90	85,2	–
305	95	90,2	–
320	100	95,0	–
335	105	99,8	–
350	110	105	–
370	115	109	–
380	120	114	–
400	125	119	–
415	130	124	–
430	135	128	–
450	140	133	–
465	145	138	–
480	150	143	–
490	155	147	–
510	160	152	–
530	165	156	–
545	170	162	–
560	175	166	–
575	180	171	–
595	185	176	–
610	190	181	–
625	195	185	–
640	200	190	–
660	205	195	–
675	210	199	–
690	215	204	–
705	220	209	–
720	225	214	–
740	230	219	–
755	235	223	–
770	240	228	20.3
785	245	233	21.3
800	250	238	22.2
820	255	242	23.1
835	260	247	24,0
850	265	252	24,8
865	270	257	25,6
880	275	261	26,4
900	280	266	27.1
915	285	271	27,8
930	290	276	28,5
950	295	280	29.2
965	300	285	29,8
995	310	295	31,0
1030	320	304	32.2
1060	330	314	33,3
1095	340	323	34,4
1125	350	333	35,5
1115	360	342	36,6
1190	370	352	37,7
1220	380	361	38,8
1255	390	371	39,8
1290	400	380	40,8
1320	410	390	41,8
1350	420	399	42,7
1385	430	409	43,6
1420	440	418	44,5
1455	450	428	45,3
1485	460	437	46,1
1520	470	447	46,9
1555	480	(456)	47,7
1595	490	(466)	48,4
1630	500	(475)	49,1
1665	510	(485)	49,8
1700	520	(494)	50,5
1740	530	(504)	51.1
1775	540	(513)	51,7
1810	550	(523)	52,3
1845	560	(532)	53,0
1880	570	(542)	53,6
1920	580	(551)	54.1
1955	590	(561)	54,7
1995	600	(570)	55,2
2030	610	(580)	55,7
2070	620	(589)	56,3
2105	630	(599)	56,8
2145	640	(608)	57,3
2180	650	(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 relacionamento aproximado de várias durezas

Barcol	Brinell	Vickers	Webster	Rockwell
GYZJ	10mm	5kg	B	Rockwell
934-1	500kg			B	E	F	H
35		21					32
36		22					35
37		23					37
38		24					40
39		25					42
40	25	26					45
41	25	27					47
42	26	28					49
43	27	29					51
44	27	30					54
45	28	30					56
46	29	31					58
47	30	32			23		60
48	30	33	0,7		26		62
49	31	34	1.3		28		64
50	32	35	1,9		31		66
51	33	36	2,5		34		68
52	34	38	3.1		36		70
53	35	39	3.6		39	30	72
54	37	40	4.2		41	34	73
55	38	41	4.7		44	37	75
56	39	43	5.3		46	40	77
57	40	44	5.8		48	43	78
58	42	45	6.3		50	46	80
59	43	47	6.8		53	48	82
60	45	49	7.3		55	51	83
61	46	50	7,8		57	54	85
62	48	52	8.3		59	56	86
63	50	54	8.8		61	59	88
64	51	56	9.2		63	61	89
65	53	58	9.7		65	63	90
66	55	60	10.1		67	66	92
67	57	62	10.6		69	68	93

Barcol		Vickers	Webster	Rockwell
GYZJ	10mm	5kg	B	Rockwell
934-1	500kg			B	E	F	H
68	60	65	11		71	70	94
69	62	67	11.4		73	72	95
70	64	70	11.8	17	75	74	97
71	67	72	12.2	23	76	75	98
72	69	75	12.6	28	78	77	99
73	72	78	12,9	33	80	79	100
74	75	81	13.3	38	81	80	101
75	78	85	13.7	42	83	82	102
76	80	88	14	47	84	83	103
77	84	92	14.3	51	86	85	104
78	87	95	14,7	55	87	86	105
79	90	99	15	59	89	88	106
80	94	103	15.3	63	90	89	106
81	97	108	15.6	66	91	90	107
82	101	112	15,9	70	92	91	108
83	105	117	16.2	73	94	92	109
84	109	121	16.4	76	95	93	109
85	113	126	16,7	79	96	94	110
86	117	131	16,9	81	97	95	111
87	121	137	17.2	84	98	96	111
88	126	142	17.4	86	99	97	112
89	130		17.6	88	100	98	112
90	135		17,8	90	101	98	113
91	140		18		102	99	114
92	145		18.2		103	100
93			18.4		103	100
94			18,6		104	101
95			18,7		105	102
96			18,9		106	102
97			19		106	103
98			19.2		107
98			19.3		107
100			19.4		108

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

HB		Alta tensão	RH	HRB	CDH	RH	SH	Resistência à tracção MPa
Esfera Padrão	Esfera de carboneto de tungstênio	Alta tensão	RH	HRB	CDH	RH	SH	Resistência à tracção MPa
–	–	940	85,6	–	68	76,9	97	–
–	–	920	85,3	–	67,5	76,5	96	–
–	–	900	85	–	67	76,1	95	–
–	-767	880	84,7	–	66,4	75,7	93	–
–	-757	860	84,4	–	65,9	75,3	92	–

–	-745	840	84,1	–	65,3	74,8	91	–
–	-733	820	83,8	–	64,7	74,3	90	–
–	-722	800	83,4	–	64	73,8	88	–
–	-712	–	–	–	–	–	–	–
–	-710	780	83	–	63,3	73,3	87	–
–	-698	760	82,6	–	62,5	72,6	86	–

–	-684	740	82,2	–	61,8	72,1	–	–
–	-682	737	82,2	–	61,7	72	84	–
–	-670	720	81,8	–	61	71,5	83	–
–	-656	700	81,3	–	60,1	70,8	–	–
–	-653	697	81,2	–	60	70,7	81	–

–	-647	690	81,1	–	59,7	70,5	–	–
–	-638	680	80,8	–	59,2	70,1	80	–
–	630	670	80,6	–	58,8	69,8	–	–
–	627	667	80,5	–	58,7	69,7	79	–

–	–	677	80,7	–	59,1	70	–	–
–	601	640	79,8	–	57,3	68,7	77	–

–	–	640	79,8	–	57,3	68,7	–	–
–	578	615	79,1	–	56	67,7	75	–

–	–	607	78,8	–	55,6	67,4	–	–
–	555	591	78,4	–	54,7	66,7	73	2055

–	–	579	78	–	54	66,1	–	2015
–	534	569	77,8	–	53,5	65,8	71	1985

–	–	533	77,1	–	52,5	65	–	1915
–	514	547	76,9	–	52.1	64,7	70	1890

-495	–	539	76,7	–	51,6	64,3	–	1855
–	–	530	76,4	–	51.1	63,9	–	1825
–	495	528	76,3	–	51	63,8	68	1820

-477	–	516	75,9	–	50,3	63,2	–	1780
–	–	508	75,6	–	49,6	62,7	–	1740
–	477	508	75,6	–	49,6	62,7	66	1740

-461	–	495	75,1	–	48,8	61,9	–	1680
–	–	491	74,9	–	48,5	61,7	–	1670
–	461	491	74,9	–	48,5	61,7	65	1670

444	–	474	74,3	–	47,2	61	–	1595
–	–	472	74,2	–	47,1	60,8	–	1585
–	444	472	74,2	–	47,1	60,8	63	1585

429	429	455	73,4	–	45,7	59,7	61	1510
415	415	440	72,8	–	44,5	58,8	59	1460
401	401	425	72	–	43,1	57,8	58	1390
388	388	410	71,4	–	41,8	56,8	56	1330
375	375	396	70,6	–	40,4	55,7	54	1270

363	363	383	70	–	39,1	54,6	52	1220
352	352	372	69,3	-110	37,9	53,8	51	1180
341	341	360	68,7	-109	36,6	52,8	50	1130
331	331	350	68,1	-108,5	35,5	51,9	48	1095
321	321	339	67,5	-108	34,3	51	47	1060

311	311	328	66,9	-107,5	33.1	50	46	1025
302	302	319	66,3	-107	32.1	49,3	45	1005
293	293	309	65,7	-106	30,9	48,3	43	970
285	285	301	65,3	-105,5	29,9	47,6	–	950
277	277	292	64,6	-104,5	28,8	46,7	41	925

269	269	284	64,1	-104	27,6	45,9	40	895
262	262	276	63,6	-103	26,6	45	39	875
255	255	269	63	-102	25,4	44,2	38	850
248	248	261	62,5	-101	24.2	43,2	37	825
241	241	253	61,8	100	22,8	42	36	800

235	235	247	61,4	99	21.7	41,4	35	785
229	229	241	60,8	98,2	20,5	40,5	34	765
223	223	234	–	97,3	-18,8	–	–
217	217	228	–	96,4	-17,5	–	33	725
212	212	222	–	95,5	-16	–	–	705

207	207	218	–	94,6	-15,2	–	32	690
201	201	212	–	93,8	-13,8	–	31	675
197	197	207	–	92,8	-12,7	–	30	655
192	192	202	–	91,9	-11,5	–	29	640
187	187	196	–	90,7	-10	–	–	620

183	183	192	–	90	-9	–	28	615
179	179	188	–	89	-8	–	27	600
174	174	182	–	87,8	-6,4	–	–	585
170	170	178	–	86,8	-5,4	–	26	570
167	167	175	–	86	-4,4	–	–	560

163	163	171	–	85	-3,3	–	25	545
156	156	163	–	82,9	-0,9	–	–	525
149	149	156	–	80,8	–	–	23	505
143	143	150	–	78,7	–	–	22	490
137	137	143	–	76,4	–	–	21	460

131	131	137	–	74	–	–	–	450
126	126	132	–	72	–	–	20	435
121	121	127	–	69,8	–	–	19	415
116	116	122	–	67,6	–	–	18	400
111	111	117	–	65,7	–	–	15	385