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:
Le prove di durezza si eseguono con macchine provviste di penetratori con forme diverse e con diverse metodologie.
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[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 Brinell-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 Brinell di un acciaio deformato a freddo si ottiene il suo carico di rottura. Questa regola non è valida per gli acciai ricotti.
[modifica] Svantaggi
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(ω / 2) = 0,375 risulti verificato.
[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 0,24 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
[modifica] Vickers
Si basa, nel calcolo della durezza, sulla misura dell’area dell’impronta lasciata dal penetratore. Anche la prova Brinell si basa sullo stesso principio ed entrambe le prove Brinell e Vickers vengono dette 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
Il principio su cui si basa lo Sclerosopio 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.




