Tre metodi comuni di prova della durezza

Il test di durezza è un metodo cruciale di valutazione delle proprietà meccaniche nella scienza dei materiali, poiché aiuta a determinare la resistenza di un materiale alla rientranza, ai graffi o all'usura. Di seguito sono riportati tre metodi di prova della durezza ampiamente utilizzati, ciascuno con i propri principi, applicazioni e caratteristiche.

 

1. Prova di durezza Rockwell

Il test di durezza Rockwell misura la durezza di un materiale determinando la profondità della rientranza causata da un penetratore specifico sotto un carico specifico. Utilizza due carichi: un carico minore preliminare per garantire un contatto coerente e un carico maggiore per creare la rientranza. Il valore di durezza Rockwell deriva dalla differenza nella profondità di rientranza prima e dopo l'applicazione del carico maggiore.

 

1. Penetratori e scale:

 

Rockwell C (HRC): Utilizza un penetratore a cono diamantato ed è adatto per materiali duri come acciaio temprato, carburo cementato e acciaio per utensili.

 

Rockwell B (HRB): Utilizza un penetratore a sfera in acciaio da 1/16 di pollice di diametro, ideale per materiali più morbidi come acciaio ricotto, leghe di rame e leghe di alluminio.

 

Rockwell A (HRA): Utilizza anche un penetratore a cono diamantato ma con un carico inferiore, utilizzato per materiali molto duri come lamiere sottili di acciaio e strati temprati - poco profondi.

 

1. Applicazioni: È ampiamente utilizzato nella produzione di metalli, leghe e componenti trattati termicamente -. Ad esempio, nell'industria automobilistica, viene utilizzato per testare la durezza delle parti del motore e dei componenti della trasmissione per garantirne la durata.

 

2. Test di durezza Brinell

La prova di durezza Brinell prevede la pressione di un penetratore a sfera in acciaio duro o carburo nella superficie del materiale sotto un carico specificato per un certo periodo e quindi la misurazione del diametro della rientranza. Il numero di durezza Brinell (HB) viene calcolato in base al carico e alla superficie dell'impronta.

 

• Principio: La durezza Brinell (HB) viene calcolata dividendo due volte il carico applicato (F) per [π moltiplicato per il diametro del penetratore (D), quindi moltiplicato per (D meno la radice quadrata di (D al quadrato meno il diametro di rientranza (d) al quadrato))].

 

• Caratteristiche: Fornisce una rientranza relativamente ampia, che rende il risultato del test meno influenzato dalle disomogeneità locali del materiale, quindi è adatto per testare materiali con grani grossi o strutture irregolari, come ghisa e getti di metalli non ferrosi -.

 

• Applicazioni: Comunemente utilizzato per testare pezzi di grandi dimensioni, forgiati e fusioni. Nel settore edile, può essere utilizzato per testare la durezza delle barre di acciaio e dell'acciaio strutturale per garantire la qualità delle strutture edili.

 

3. Prova di durezza Vickers

Il test di durezza Vickers utilizza un penetratore a piramide quadrata di diamante per premere sulla superficie del materiale sotto un carico specifico. Il numero di durezza Vickers (HV) si ottiene dividendo il carico applicato per la superficie dell'impronta.

 

• Principio: La formula della durezza Vickers è HV=0.1891F/d²​, dove F è il carico e d è la lunghezza diagonale media dell'impronta.

 

• Vantaggi: Può essere applicato a un'ampia gamma di carichi, da carichi molto leggeri per testare film sottili o piccoli componenti a carichi pesanti per testare materiali sfusi. Inoltre, i risultati dei test sono estremamente accurati e possono essere facilmente convertiti in altre scale di durezza.

 

• Applicazioni: Ampiamente utilizzato nel test di parti di precisione, come quelle nell'industria aerospaziale (componenti di motori, pale di turbine), componenti elettronici e dispositivi medici, dove è richiesta un'elevata precisione.

 

Conclusione

Ciascuno di questi tre metodi di prova della durezza presenta vantaggi e scenari applicabili. I test Rockwell sono rapidi e adatti al controllo qualità di routine; Il test Brinell è utile per i materiali a grana grossa -; mentre i test Vickers offrono elevata precisione e versatilità. La scelta del metodo giusto dipende dal tipo di materiale, dalle dimensioni del componente, dalla precisione richiesta e dai requisiti applicativi specifici.