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Durezza

grandezza fisica che misura la resistenza di un materiale alla deformazione permanente
Nota disambigua.svg Disambiguazione – Se stai cercando la durezza dell'acqua, vedi Durezza dell'acqua.

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.

BrinellModifica

Si basa, nel calcolo della durezza, sulla misura del diametro dell'impronta lasciata dal penetratore. Anche la Vickers si basa sullo stesso principio e la prova Vickers viene chiamata anche prova di microdurezza.

  • Penetratore: sferico
 
  • D = diametro del penetratore [mm]
  • d = diametro dell'impronta [mm]
  • P = carico prova [N]

VantaggiModifica

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

SvantaggiModifica

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   risulti verificato.

Accorgimenti di applicazioneModifica

  • 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)
  •   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

VickersModifica

 
Schema semplificato della prova di durezza Vickers

Si basa sulla misura dell'area dell'impronta lasciata dal penetratore. Viene chiamata prova di microdurezza, per via dei piccoli carichi applicati al penetratore.

  • Penetratore: piramidale a base quadrata
 
 

Angolo di apertura:  

  • P = carico di prova (variabile) [N]
  • t = media delle diagonali dell'impronta del penetratore [mm]
 
Classica impronta lasciata da una prova di durezza Vickers

VantaggiModifica

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.

SvantaggiModifica

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

Limiti di applicazioneModifica

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

RockwellModifica

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

VantaggiModifica

Velocità (usata in campo industriale).

SvantaggiModifica

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 MartensModifica

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 ShoreModifica

Il principio su cui si basa lo Scleroscopio di Shore (durometro 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 correlateModifica

Altri progettiModifica

Collegamenti esterniModifica

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