Caratteristiche del servizio
Rilievi Durezze ( RD )
STC
è in grado di fornire il servizio di Rilievi
Durezze presso le aziende
con apparecchiature portatili per prove di durezza statiche o a rimbalzo
(
COMPUTEST ed EQUOTIP) nelle scale HRC, HRB,
HB/30, HV, N/mm2, kp/mm2,
Inoltre presso il laboratorio dispone di spazi per
ricevere materiali in conto lavoro.
COMPUTEST
EQUOTIP
I Rilievi Durezze
LA DUREZZA: CONTROLLO NON DISTRUTTIVO DI GRANDE EFFICACIA
La durezza è definibile come la resistenza dei metalli alla penetrazione e come
tale è legata ai fenomeni di scorrimento plastico indotti dalla compressione
localizzata. È una condizione necessaria affinché il componente metallico abbia
le caratteristiche di progetto, ma non sufficiente. Infatti se la durezza non è
corretta il componente non sarà certamente idoneo, ma in caso contrario non è
certo che le altre caratteristiche siano conformi al richiesto(per esempio un
pezzo d'acciaio C50 grezzo di laminazione può avere la stessa durezza del
bonificato, ma nei due casi corre una differenza enorme di tenacità e di riserva
plastica).
La durezza influenza la resistenza al taglio, all'incisione, all'usura e
talvolta anche alla corrosione. Perciò i metodi per valutare la durezza d'un
componente sono molteplici e i più adottati per i metalli possono esser classificati come segue:
1.prove statiche, che si basano sulla misura dell'impronta lasciata sulla
superficie del saggio o provetta da un penetratore adeguatamente caricato.
Appartengono a questa classe le misure di durezza Brinell, Vickers, Rockwell e
Knoop, che com'è noto si distinguono per tipo di penetratore usato e per il
carico applicato, nonché per la tecnica di rilevamento della dimensione
dell'impronta lasciata sul saggio provato. Anche le prove con durometro
portatile Poldi o con spina calibrata appartengono a questa classe, sebbene il
carico sul penetratore sia applicato d'impulso; 2. prove di rimbalzo, in cui un oggetto di massa e dimensioni definite è fatto
cadere o proiettato sulla superficie da provare misurandone il rimbalzo. Le
superfici più dure sono meno plastiche e fanno rimbalzare maggiormente ogni
oggetto che le urti. Appartengono a questa classe le prove di durezza sclerometriche Shore e quelle degli strumenti elettronici portatili (Equotip,
Esewey, Krautkramer, ecc.);
I rilievi di durezza (RD) più
diffusi ed universalmente riconosciuti sono i primi ed
in particolare le prove Brinell (HB), le prove Vickers (HV) e le prove
Rockwell
(HR) nelle scale (A, B, C, D, E, F, N e T).
La prova di durezza Brinell degli acciai prevede l'uso d'un penetratore o sfera,
d'acciaio temprato (S) o di carburo di tungsteno (W), di Ø D = 1; 2.5; 5 o 10
mm, da comprimere ortogonalmente contro la superficie da provare con una forza
(carico) di 294D2 N, per circa 30 secondi Il valore della durezza Brinell (HB)
sarà dato dal rapporto tra il carico applicato e l'area della calotta
dell'impronta lasciata sul saggio. La Commissione ISO nel 1975 ha abolito
l'unità di misura dimensionale della durezza Brinell e Vickers, i cui valori
sono oggi numeri adimensionali, ed introdotto fattori di correzione per non
modificare i numeri di durezza delle varie scale con l'avvento del Sistema
Internazionale di misura( Sl
), che abolisce l'uso del kilogrammo forza (Kgf) quale unità
di misura della forza, imponendo il corretto uso del Newton (1 Kgf = 9.81 N).
La prova Vickers si basa sullo stesso principio, ma usa un penetratore di
diamante piramidale a base quadrata, con angolo al vertice di 136°. Anche il
numero di durezza Vickers è adimensionale e s'ottiene come rapporto tra il
carico applicato (N) e l'area totale delle quattro superfici dell'impronta
La prova di durezza Rockwell misura invece l'incremento della profondità
dell'impronta lasciata dal penetratore, che può esser un cono di diamante con
angolo al vertice di 120° od una sfera di diametro 1/8" oppure 1/16",a seconda
della scala prescelta (ne esistono 15, ciascuna contrassegnata con una lettera
maiuscola dell'alfabeto), sottoposto all'azione del carico dopo un precarico
definito per ogni scala. Il numero di durezza Rockwell s'ottiene per differenza
tra 100 ed il doppio dell'incremento della profondità della penetrazione
espressa in micrometri ed ottenuta in condizioni standard sotto un carico
adeguato. Ciò vale per alcune scale quali la C, la D, I'A, ecc., mentre per
altre scale (N, B, ecc.) il valore della durezza Rockwell è dato dalla
differenza tra 100 e l'incremento della profondità della penetrazione espressa
in micrometri. Per esempio la misura HRC è ottenuta con penetratore cono
diamante, caricato con 1471,5 N , dopo assestamento dello strumento
sotto precarico di 98,1 N. L'entità della penetrazione in micrometri
moltiplicata per 2 e sottratta a 100 dà il numero di durezza HRC. Dunque 40 HRC
corrispondono ad un aumento della penetrazione di 30 μm (micron), in quelle
condizioni specifiche di carico e penetratore, dopo un precarico adeguato.
Delle tre prove qui citate la più versatile, precisa, non distruttiva, per le
modestissime dimensioni dell'impronta, e valida in un intervallo di durezze
praticamente illimitato, è la prova Vickers, che si presta anche per le misure
di microdurezza. Poiché lascia impronte molto piccole risente molto delle
eterogeneità della provetta e risulta alquanto laboriosa; infatti per garantire
una sufficiente precisione necessita d'una buona preparazione della superficie e
della lettura delle impronte col microscopio almeno a 100 ingrandimenti.
La prova Brinell è meno laboriosa, ma può esser talvolta distruttiva per
l'eccessiva dimensione delle impronte. Tuttavia risente meno delle variazioni
legate alle eterogeneità microstrutturali tanto da costituire talvolta l'unica
alternativa per i materiali fortemente eterogenei quali le ghise grigie. Ha un
limite massimo d'affidabilità, perché oltre un certo valore il penetratore si
può deformare (450-500 per la sfera d'acciaio temprato; 600 per la sfera WC).
Non è valida se il diametro dell'impronta (d) risulta minore di 0,25 o superiore
a 0,50 di quello della sfera (D). Valori ottenuti con sfere di diverso diametro
sebbene caricate proporzionalmente (294D2 N) non sono generalmente paragonabili
fra loro, salvo quando il diametro dell'impronta è prossimo ad un terzo di
quello della sfera. In tal caso l'angolo, formato dalle due tangenti alla sfera
nei punti d'intersezione con la linea ideale della superficie, sarebbe di 136°,
cioè proprio quello scelto per il vertice del penetratore Vickers. La lettura
del diametro dell'impronta richiede l'uso del microscopio, talvolta incorporato
nel durometro, oppure portatile a 20 ingrandimenti almeno. Nonostante le
limitazioni succitate la misura è relativamente semplice, affidabile e
generalmente meno complicata di quella Vickers.
La prova Rockwell è la più semplice e rapida, ma anche la meno precisa ed
affidabile. Infatti può dare valori errati per molteplici motivi; per esempio un
cedimento dell'appoggio dovuto ad una qualsiasi causa (superficie ossidata o
sporca, supporto cedevole, deformazioni elastiche, slittamenti, ecc.) darà
misure in difetto.
Poiché i rilievi di durezza (RD) sono generalmente di facile esecuzione e non
danneggiano i pezzi provati nei modi prescritti, si possono giustamente
annoverare tra i CnD più utili per una rapida valutazione delle caratteristiche
meccaniche.
Sebbene siano prove semplici, possono dare valori non attendibili quando non
vengono rispettate tutte le condizioni poste dalle procedure sancite dalle norme
nazionali od internazionali, che prescrivono rigorose modalità d'esecuzione ed
alle quali si rimanda per l'approfondimento della materia.
