Certificado de Ensaio de Dureza: Explicação das Escalas Brinell, Vickers e Rockwell

Um certificado de ensaio de dureza registra a dureza medida de um material ou solda utilizando uma das escalas de indentação padronizadas. A dureza é um indicador da resistência à tração, resistência ao desgaste e suscetibilidade à corrosão por trincamento sob tensão — tornando-a um parâmetro fundamental de controle de qualidade na fabricação, verificação de tratamento térmico e qualificação para serviço em ambiente agressivo.

Resposta Rápida

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As Três Escalas Principais de Dureza

Dureza Brinell (HB / HBW)

Princípio: Uma esfera de carbeto de tungstênio (diâmetro de 10 mm para ensaio padrão) é pressiona na superfície sob uma carga definida (tipicamente 3000 kgf para aço). O diâmetro da indentação é medido opticamente e o valor HBW é calculado da carga e da área de indentação.

Opções de carga: 500 kgf (HBW 10/500), 1500 kgf (HBW 10/1500), 3000 kgf (HBW 10/3000)

Normas aplicáveis: ASTM E10, EN ISO 6506

Faixa típica: 80–650 HBW. Materiais acima de ~450 HBW requerem uma esfera menor ou carga menor.

Quando usado:

• Relatório de dureza de produtos laminados (chapas, forjados, barras)
• Superfícies ásperas ou microestruturas grosseiras onde a média sobre uma grande indentação é desejável
• Correlação com a resistência à tração (UTS ≈ 3.45 × HBW em MPa para aço)

Campo do certificado: Especifique a designação de escala completa (HBW 10/3000), não apenas "Brinell". Relate o(s) diâmetro(s) de indentação além do valor HBW calculado.

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Dureza Vickers (HV)

Princípio: Um penetrador piramidal de diamante (ângulo de face de 136°) é pressionado na superfície sob uma carga definida. Os comprimentos diagonais da indentação quadrada são medidos e o valor HV é calculado.

Faixa de carga: De 1 gf a 100 kgf. Micro-Vickers (HV 0.01–1.0 kgf) é usado para revestimentos finos e constituintes microestruturais individuais.

Normas aplicáveis: ASTM E92, EN ISO 6507

Faixa típica: 5–3000 HV (faixa superior praticamente ilimitada em comparação com Brinell)

Quando usado:

• Levantamentos de dureza PWHT (método mais preferido em normas ASME e EN)
• Travessias de seção transversal de solda (HAZ, metal de solda, metal base)
• Medição de profundidade de endurecimento em componentes endurecidos superficialmente
• Materiais finos, revestimentos e tubagens de parede fina

Requisito de certificado para levantamentos PWHT: Relate as leituras HV individuais em cada localização através da travessia de solda (tipicamente metal base → HAZ → metal de solda → HAZ → metal base no mínimo), não apenas o valor máximo.

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Dureza Rockwell (HRC / HRB)

Princípio: Um cone de diamante (HRC) ou esfera endurecida (HRB) é pressionado em dois estágios; a dureza é determinada a partir do incremento de profundidade de penetração permanente.

Escalas comuns:

• HRC (escala C): Penetrador Brale de diamante, carga total de 150 kgf. Faixa: 20–70 HRC. Usado para aços duros e componentes tratados termicamente.
• HRB (escala B): Esfera de 1/16", carga de 100 kgf. Faixa: 25–100 HRB. Usado para aços moles, alumínio, latão.
• HRA: Diamante, 60 kgf. Usado para carbonetos sinterizados.

Normas aplicáveis: ASTM E18, EN ISO 6508

Quando usado:

• Inspeção de recebimento de barras de aço e forjados
• Verificação de dureza de fixadores endurecidos (classe de propriedade ISO 898)
• Aceitação de componentes tratados termicamente (por exemplo, sede de válvula endurecida)
• Verificação de que a dureza está abaixo de um limite superior (por exemplo, < 22 HRC por NACE MR0175)

Nota de certificado: Sempre especifique a escala completa (HRC, HRB, etc.) — "dureza Rockwell: 20" é insignificante sem o identificador de escala.

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Tabela de Conversão de Dureza

Conversões aproximadas (apenas aço ao carbono — não válido para aço inoxidável, não-ferrosos ou materiais endurecidos por cementação):

Referência: ASTM E140. Não aplique conversões entre famílias de metais.

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Limites de Dureza PWHT

A verificação de dureza do tratamento térmico pós-soldagem é uma das aplicações mais comuns para um certificado de ensaio de dureza na fabricação de equipamentos sob pressão.

Requisitos ASME BPVC (ASME VIII-1 UHA-51 para materiais P4/P5):

• Após PWHT: máximo 225 HBW (ou conforme especificação do material)
• Método de levantamento: Vickers preferido; Brinell ou Rockwell aceitáveis

NACE MR0175 / ISO 15156 (serviço agressivo):

• Metal base de aço carbono e baixa liga e HAZ de solda: ≤ 22 HRC (equivalente a ~248 HBW / 265 HV)
• Exceção: alguns graus permitem maior dureza com testes documentados de resistência a SSC (trincamento por corrosão sob tensão por sulfeto)

EN 13445-4 (vasos de pressão sem aquecimento, europeu):

• Valores HV10 máximos especificados por grupo de material; tipicamente 350 HV para HAZ de aço ao carbono, 200 HV para pós-PWHT

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Campos Obrigatórios em um Certificado de Ensaio de Dureza

1. Identificação do material / componente — número de calor, número de desenho, ID de solda
2. Data e local do ensaio
3. Método e escala de ensaio — HBW 10/3000, HV10, HRC, etc.
4. Identificação do equipamento — marca, modelo e série do durômetro, data de calibração
5. Calibração do bloco de referência — valor de dureza verificado em bloco de referência certificado antes e após o ensaio
6. Localização dos ensaios — desenho ou descrição mostrando onde cada leitura foi tomada
7. Leituras individuais — todas as medições, não apenas a média
8. Valor médio (se a aceitação for baseada em média)
9. Critério de aceitação — referência de especificação e limite máximo/mínimo
10. Resultado — Aprovado / Reprovado
11. Nome do técnico, qualificação, assinatura

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