Uno sguardo a…: PROVE DI DUREZZA

NCS Lab via Pola Esterna, 4/12 - 41012 Carpi (MO) Tel/fax: +39 (0)59 66 98 13

www.ncs-lab.com

contatto specifico: laboratorio @ncs-lab.com

Durezza Brinell (UNI EN ISO 6506-1) Alla sfera di carburo di tungsteno (WC) di diametro D (mm) appoggiata alla superficie del campione si applica un carico F (kg), che la fa penetrare nel campione lasciando un'impronta con diametro d (mm). La durezza è:

Il diametro D può essere 1, 2.5, 5 e 10 mm. Il carico applicato al penetratore è vincolato al rapporto F/D

2: per

tutte le sfere sono ammessi solo i rapporti 30, 10, 5, 2.5, 1; solo per quella con D=10 mm anche il rapporto 15.

HB = 2F

πD(D - D2- d2)

HR = N - (h/S)

Durezza Rockwell (UNI EN ISO 6508-1) Per le varie scale Rockwell non si ricava la durezza come rapporto tra carico applicato e area dell’impronta, ma sottraendo ad un numero N l’incremento della profondità dell’impronta h, dopo aver azzerato lo strumento con un precarico f definito, diviso per il fattore S, dipendente dal carico convenzionale.

QUANDO È UTILE

Controllo dell'efficacia di trattamenti termici su leghe metalliche

Controllo dell'efficacia di trattamenti di indurimento superficiale

Controllo di materiali in ingresso

COME DEVE ESSERE IL CAMPIONE

Deve possedere una superficie liscia, piana e sgrassata

Sono ammesse superfici curve purché le misure siano corretti come da norma

Deve avere spessore sufficientemente elevato rispetto alla profondità dell'impronta, come da norma

HV = 2Fsen

136°2

d2

Durezza Vickers (UNI EN ISO 6507-1) Al penetratore di diamante (piramide retta, base quadrata, angolo al vertice: 136°) si applica il carico F (kg) che lo fa penetrare nel campione lasciando un’impronta con diagonale media d = (d1+d2)/2 (mm). La durezza è:

I carichi applicabili sono: - da 0.01 a 0.1 kg per le prove di microdurezza - da 0.2 a 3.0 kg per le prove a carico ridotto - da 5 a 100 kg per le prove normali

HRB=130-h/0.002

HRC=100 - h/0.002

N = 100 per le scale A, C, D, N, T N = 130 per le scale B, E, F, G, H, K S=0.002 per le scale A - K S=0.001 per le scale N e T

tecnica non distruttiva o semidistruttiva

relativamente semplice e veloce

HRB=130 - h/0.002

Carichi (kg): A = 60 - D = 100 - C = 150 - 15N = 15 - 30N = 30 - 45N = 45

Carichi (kg): F = 60 - B = 100 - G = 150 - 15T = 15 - 30T = 30 - 45T = 45

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Confronto tra vari test di durezza

Test Profondità tipica dell’impronta Applicazioni tipiche Note

Brinell - fino a 0.3 mm (sfera Ø 2.5 mm)

- fino a 1 mm (sfera Ø 10 mm) Getti e forgiati di ampie

dimensioni

Il danneggiamento è minimizzato dall’uso della sfera

e del basso carico

Rockwell 25-375 µm Getti, forgiati, parti sgrossate Si misura la profondità di

penetrazione e non il diametro dell’impronta

Rockwell superficiale

10-110 µm Superfici critiche

con finiture speciali Test superficiale per componenti induriti

Vickers 30-100 µm Superfici con finiture speciali,

provini sottili Impronta di dimensioni ridotte

ma con alti stress locali

Microdurezza 1-4 µm Rivestimenti superficiali sottili,

fino a 200 µm

Test di laboratorio utilizzato su materiali fragili o costituenti

microstrutturali

Applicazioni tipiche delle più comuni scale di durezza Rockwell

Scala Applicazioni tipiche

B Leghe di rame, leghe di alluminio, acciai teneri, ghisa malleabile C Acciai in genere o profondamente induriti, ghise dure o perlitiche, titanio, materiali con HRB > 100 A Acciaio sottili o con cementazione superficiale, carburi D Acciaio sottile, acciaio con cementazione media, ghisa perlitica malleabile E Ghisa, leghe di alluminio, leghe di magnesio, metalli anti-frizione F Leghe di rame ricotte, metalli teneri in fogli sottili G Bronzi al fosforo, leghe rame-berillio, ghise malleabili. Limite: 92 HRG (schiacciamento della sfera) H Alluminio, zinco, piombo

K, L, M, P, R, S, V Metalli per riporti anti-frizione, altri materiali teneri o con spessore ridotto

NCS lab utilizza:

Microdurometro Vickers REMET mod. HX-1000, con carico 10-1000 g

Durometro universale Gnehm mod. Swiss Max 600, per le scale:

o Brinell : HB2.5/62.5 , HB2.5/187.5

o Rockwell : HRA, HRC

o Vickers : HV10, HV30

Durometro portatile Ernst mod. Computest SC (misura con principio Rockwell, convertibile in HB o HV)

COME FUNZIONA La durezza non è una proprietà intrinseca del materiale ma è un indice della resistenza alla compressione, alla scalfittura, al taglio, all’abrasione, alla deformazione. La durezza può essere studiata con diversi metodi e il numero che ne esprime la misura varia in relazione alla tecnica usata. Inizialmente la durezza è stata determinata misurando la resistenza alla scalfittura: con questo metodo la durezza relativa dei minerali è stimata in base alla scala di Mohs. Il metodo attualmente più usato per la stima della durezza è basato sulla misura della profondità o dell’area dell’impronta prodotta da un penetratore di forma nota premuto contro il materiale per un tempo prefissato e con un carico determinato. Le scale maggiormente utilizzate sono quelle Brinell, Vickers e Rockwell.