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 infatti:

Le prove di durezza si eseguono con macchine provviste di penetratori con forme diverse e con diverse metodologie.

Brinell[modifica | modifica wikitesto]

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 Brinell-Vickers vengono chiamate anche prove di microdurezza.

  • Penetratore: sferico
HB = \frac {2 P \times 0,102} {\pi D (D - \sqrt{D^2-d^2} )}
  • D = diametro del penetratore
  • d = diametro dell'impronta
  • P = carico prova

Vantaggi[modifica | modifica wikitesto]

Rapida, economica, non distruttiva (oggetto riutilizzabile). Se si moltiplica per 3,3 la durezza Brinell di un acciaio normalizzato si ottiene il suo carico di rottura.

Svantaggi[modifica | modifica wikitesto]

Sono difficili i confronti tra diverse misure Brinell (a parità di carico applicato il penetratore può affondare in misure diverse, cambiando anche l'inclinazione delle facce e la distribuzione degli sforzi).

Infatti è possibile confrontare prove eseguite con parametri diversi a patto che il rapporto d / D = \cos (\omega / 2) = 0,375 risulti verificato.

Limiti di applicazione[modifica | modifica wikitesto]

  • distanza dal bordo > 2,525d per durezze superiori a 150 HB e 3 d per durezze inferiori a 150 HB
  • distanza tra impronte > 3d
  • spessore provino > 8h (h - profondità della impronta)
  • tempo di penetrazione (varia al variare del materiale)
  • d / D = \cos (\omega / 2) compreso tra 0,24 e 0,6
  • 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

Vickers[modifica | modifica wikitesto]

Schema semplificato della prova di durezza Vickers

Si basa sulla misura dell’area dell’impronta lasciata dal penetratore. Come per la prova Brinell, viene chiamata prova di microdurezza, per via dei piccoli carichi applicati al penetratore.

  • Penetratore: piramidale a base rettangolare
 HV = \frac{2P \times 0,102 \times \sin(\omega/2)}{t^2}
\omega=136^\circ

(angolo di apertura: \cos(\omega/2)=0,375=(0,25+0,5)/2)

  • Pn = carico di prova (variabile)
  • t = media delle diagonali dell’impronta del penetratore.
Classica impronta lasciata da una prova di durezza Vickers

Vantaggi[modifica | modifica wikitesto]

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.

Svantaggi[modifica | modifica wikitesto]

Costosa, notevole perdita di tempo nella lettura delle impronte che si può fare solo al microscopio.

Limiti di applicazione[modifica | modifica wikitesto]

  • distanza dal bordo > 2d
  • distanza tra impronte vicine > 1,5d.

Rockwell[modifica | modifica wikitesto]

Prova di durezza messa a punto da Steven 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 Sferico 980 N 130 affondamento
C Conico 1471 N 100 affondamento
T Sferico 29,4 N 130 affondamento
N Conico 29,4 N 100 affondamento

Vantaggi[modifica | modifica wikitesto]

Velocità (usata in campo industriale).

Svantaggi[modifica | modifica wikitesto]

È una misura di durezza solo convenzionale. L'unità di misura è rappresentata dai punti della scala utilizzata (HRC per la scala Rockwell, HV per la Vickers, HB per la Brinell, ecc.) I valori di durezza ottenuti con le diverse scale non si possono confrontare perché utilizzano unità di misura diverse. Confronti empirici possono essere effettuati ma con molta attenzione (ad es. materiali simili, dimensione di impronte simili, ecc.) (vedi norma ISO 18265)

Sclerometro di Martens[modifica | modifica wikitesto]

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 applicato. Per i metalli però non può fornire utili indicazioni.

Scleroscopio di Shore[modifica | modifica wikitesto]

Il principio su cui si basa lo Scleroscopio di Shore è il rimbalzo di una sfera d’acciaio che cade da una determinata altezza sul saggio. Il valore della durezza è definito dall’altezza del rimbalzo. La prova è impiegata per il collaudo di cilindri per laminatoi a freddo.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]