Durezza
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La durezza è un valore numerico che indica le caratteristiche di deformabilità plastica di un materiale. È definita come la resistenza alla deformazione permanente.
Le prove di durezza determinano la resistenza offerta da un materiale a lasciarsi penetrare da un altro (penetratore). Esistono diverse scale per misurare la durezza dei materiali. Le più usate sono:
- Brinell
- Vickers
- Rockwell
- Mohs
Le prove di durezza si eseguono con macchine provviste di penetratori con forme diverse e con diverse metodologie.
Indice |
[modifica] Brinell
Si basa, nel calcolo della durezza, sulla misura del diametro dell’impronta lasciata dal penetratore. Anche la Vickers si basa sullo stesso principio e le prove Brinnel-Vickers vengono chiamate anche Prove di microdurezza.
Penetratore: sferico
D = diametro penetratore
d = diametro dell’impronta
P = carico prova
[modifica] Vantaggi
Rapida, economica, non distruttiva (oggetto riutilizzabile). Se si moltiplica per 3,3 la durezza Brinnel di un acciaio si ottiene il suo carico di rottura.
[modifica] Svantaggi
Difficili confronti tra diverse misure Brinnel (a parità di carico applicato il penetratore può affondare in misure diverse, cambia anche però l’inclinazione delle facce ed è quindi anche diversa la distribuzione degli sforzi).
[modifica] Condizioni di valenza
- distanza dal bordo > 1,5d
- distanza tra impronte > 2d
- spessore provino > D
- tempo di penetrazione (varia al variare del materiale)
- d / D = cos(ω / 2) compreso tra 0,25 e 0,5
- il carico P applicato deve essere esattamente del valore fissato
- superficie spianata e lisciata con lima o carta da smeriglio per non scaldare eccessivamente il pezzo
- durezza del materiale da sperimentare confrontabile con quello della sfera
[modifica] Vickers
Si basa, nel calcolo della durezza, sulla misura dell’area dell’impronta lasciata dal penetratore. Anche la "Brinell" si basa sullo stesso principio e le prove Brinell-Vickers vengono chiamate anche prove di microdurezza.
Penetratore: piramidale a base quadrata
(angolo di apertura: cos(ω / 2) = 0,375 = (0,25 + 0,5) / 2)
Pn = carico di prova (variabile)
t = media delle diagonali dell’impronta del penetratore
[modifica] Vantaggi
L’inclinazione delle facce è costante; si usano anche carichi piccoli per fare misure di durezza ravvicinate, precisione della misurazione. La scala è unica per tutti i materiali.
[modifica] Svantaggi
Costosa, notevole perdita di tempo nella lettura delle impronte che si può fare solo al microscopio.
[modifica] Condizioni di valenza
- distanza dal bordo > 2t
- distanza tra impronte vicine > 1,5t
[modifica] Rockwell
Si basa sull’affondamento diretto dell’impronta e non sulla durezza misurata come pressione, le scale di durezza ottenute sono convenzionali.
| Tipo di prova | Penetratore | Carico applicato | Misura della durezza |
|---|---|---|---|
| B | Emisferico | 98 N | 130 affondamento |
| C | Conico | 98N | 100 affondamento |
| T | Emisferico | 29,4 N | 130 affondamento |
| N | Conico | 29,4 N | 100 affondamento |
[modifica] Vantaggi
Velocità (usata in campo industriale).
[modifica] Svantaggi
È una misura di durezza solo convenzionale. La durezza Vickers e Brinell si possono confrontare perché utilizzano le stesse unità di misura, mentre non possono essere stabiliti confronti empirici con la prova Rockwell.
[modifica] Sclerometro di Martens
Misura la durezza in senso fisico, resistenza che il campione offre all’abrasione, si stabilisce la scala di durezza o misurando la larghezza del solco o il peso appliccato. Per i metalli però non può fornire utili indicazioni.
[modifica] Scleroscopio di Shore
Basato sul rimbalzo di una sfera d’acciaio che cade da una determinata altezza sul saggio. Durezza data dall’altezza del rimbalzo, prova impiegata per il collaudo di cilindri per laminatoi a freddo.
