CLASSIFICAZIONE DUREZZA

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1 PROVE DI DUREZZA ING. FABBRETTI FLORIANO 1 INDICE CLASSIFICAZIONE DUREZZA TIPOLOGIE DUREZZE DUREZZA BRINELL DUREZZA VICKERS DUREZZA ROCKWELL MICRODUREZZA VICKERS MICRODUREZZA KNOOP ING. FABBRETTI FLORIANO 2 1

2 PROVE DI DUREZZA PROVA CONVENZIONALE CHE FORNISCE INDICI DI CONFRONTO SULLA QUALITÀ DEL MATERIALE, DEI PROCESSI TECNOLOGICI, DEI TRATTAMENTI TERMICI E DI ALCUNE FONDAMENTALI PROPRIETÀ MECCANICHE ING. FABBRETTI FLORIANO 3 DEFINIZIONE DI DUREZZA METALLURGISTICAMENTE SI DEFINISCE DUREZZA LA RESISTENZA CHE UN MATERIALE OPPONE ALLA PENETRAZIONE DI UN CORPO DURO DI FORMA E DIMENSIONI PRESTABILITE (PENETRATORE) ING. FABBRETTI FLORIANO 4 2

3 DEFINIZIONE DI DUREZZA MECCANICAMENTE, PER IL PROGETTISTA, RAPPRESENTA ANCHE SE INDIRETTAMENTE LA RESISTENZA A TRAZIONE. TRIBOLOGICAMENTE RAPPRESENTA LA RESISTENZA AD USURA. TECNOLOGICAMENTE RAPPRESENTA LA RESISTENZA AL TAGLIO E QUINDI LA LAVORABILITA ALLE MU. ING. FABBRETTI FLORIANO 5 VANTAGGI PROVE DI DUREZZA NON RICHIEDERE PROVETTE NON DISTRUGGE IL PEZZO SU CUI VIENE ESEGUITA LA PROVA PUO ESSERE ESEGUITA RAPIDAMENTE ING. FABBRETTI FLORIANO 6 3

4 TIPOLOGIE PROVE DI DUREZZA ING. FABBRETTI FLORIANO 7 DUREZZA BRINELL (UNI EN ISO 6506) HB = F S S = πd(d - 2 D 2 d ) 2 HB = 2 F 0, πd(d - D - d ) ING. FABBRETTI FLORIANO 8 4

5 DUREZZA BRINELL P t d d1 + 2 d = d 2 d 2 d 1 ING. FABBRETTI FLORIANO 9 VALIDITA DELLA PROVA LA PROVA DÀ VALORI ATTENDIBILI SE: d = D 0,375 IL CONFRONTO SI HA QUANDO d/d = 0,24 0,6 ING. FABBRETTI FLORIANO 10 5

6 VALIDITA DELLA PROVA ING. FABBRETTI FLORIANO 11 CONDIZIONI DI PROVA ING. FABBRETTI FLORIANO 12 6

7 CONDIZIONI DI PROVA ING. FABBRETTI FLORIANO 13 CONDIZIONI DI PROVA ING. FABBRETTI FLORIANO 14 7

8 DIAMETRO PENETRATORE IL DIAMETRO DEL PENETRATORE DEVE ESSERE SCELTO TRA I SEGUENTI VALORI: (10 5 2,5 1) mm ING. FABBRETTI FLORIANO 15 CONDIZIONI DI PROVA NORMALI DIAMETRO PENETRATORE D = 10 mm CARICO APPLICATO TEMPO DI APPLICAZIONE F = N t = 15 s IN CONDIZIONI DIFFERENTI SI DEVE FARE RIFERIMENTO ALLA SEGUENTE RELAZIONE: 0,102 F = n D² (PREFERIRE SEMPRE IL DIAMETRO PIÙ GRANDE POSSIBILE) ING. FABBRETTI FLORIANO 16 8

9 COEFFICIENTE n ING. FABBRETTI FLORIANO 17 SIMBOLOGIA HB 5 / 750 / VALORE DUREZZA TEMPO APPLICAZIONE (s) VALORE CARICO APPLICATO (kg) DIAMETRO PENETRATORE (mm) ING. FABBRETTI FLORIANO 18 9

10 LIMITI DUREZZA BRINELL CAMPO DI APPLICAZIONE LIMITATO A CAUSA DELLA DUREZZA DEL PENETRATORE POSSIBILITÀ DI ERRORI NELLA MISURA DELL IMPRONTA MISURA INDIRETTA VARIABILITÀ DEI RISULTATI ING. FABBRETTI FLORIANO 19 IMPORTANZA DUREZZA BRINELL PUR AVENDO LIMITAZIONI NEL CAMPO DI UTILIZZO E MOLTO IMPORTANTE GRAZIE ALLA RELAZIONE EMPIRICA: R m 3,35 HB ING. FABBRETTI FLORIANO 20 10

11 DUREZZA VICKERS (UNI EN ISO 6507) EVOLUZIONE DELLA PROVA BRINELL UTILIZZA UN PENETRATORE IN DIAMANTE FORMA PENETRATORE: PIRAMIDE RETTA A BASE QUADRATA ING. FABBRETTI FLORIANO 21 PENETRATORE VICKERS d l O 68 A D B a O' ING. FABBRETTI FLORIANO 22 11

12 CONDIZIONI DI PROVA NORMALI - MACRODUREZZA CARICO APPLICATO TEMPO DI APPLICAZIONE F = 294 N (30 kg) t = 15 s MICRODUREZZA CARICO APPLICATO TEMPO DI APPLICAZIONE F < 9,8 N (1 kg) t = 15 s ING. FABBRETTI FLORIANO 23 DUREZZA VICKERS HV = F S P t d1 + 2 d = d 2 0,102 F HV = = 2 d 1,854 0, F 2 d ING. FABBRETTI FLORIANO 24 12

13 SIMBOLOGIA HV 20 / VALORE CARICO APPLICATO (kg) VALORE DUREZZA TEMPO APPLICAZIONE(s) ING. FABBRETTI FLORIANO 25 LIMITI DUREZZA VICKERS LA PROVA VICKERS NON HA LIMITI! ESISTONO MATERIALI CON DUREZZE VICKERS DI OLTRE 5000 PUNTI! ING. FABBRETTI FLORIANO 26 13

14 CONFRONTO BRINELL VICKERS ING. FABBRETTI FLORIANO 27 ERRORI DUREZZA VICKERS ING. FABBRETTI FLORIANO 28 14

15 DUREZZA ROCKWELL (UNI EN ISO 6508) ING. FABBRETTI FLORIANO 29 PENETRATORI ROCKWELL ING. FABBRETTI FLORIANO 30 15

16 DUREZZA ROCKWELL SCALA B Fo F 0 +F 1 F 0 e = accrescimento rimanente y = deformazione elastica e y ING. FABBRETTI FLORIANO 31 DUREZZA ROCKWELL SCALA C ING. FABBRETTI FLORIANO 32 16

17 MODALITA DI PROVA ING. FABBRETTI FLORIANO 33 SCALE ROCKWELL SCALA B HRB = 130 e PENETRATORE: SFERA IN METALLO DURO CARICO: 100 kg IMPIEGO: MATERIALI CON HB < 200 SCALA C HRC = 100 e PENETRATORE: CONO IN DIAMANTE CARICO: 150 kg IMPIEGO: MATERIALI CON HB > 200 ING. FABBRETTI FLORIANO 34 17

18 SCALE ROCKWELL ING. FABBRETTI FLORIANO 35 SCALE ROCKWELL SUPERFICIALI ING. FABBRETTI FLORIANO 36 18

19 SIMBOLOGIA IL VALORE DI DUREZZA ROCKWELL SI OTTIENE COME LETTURA DIRETTA DAL DUROMETRO: 45 HRC 60 HRB ING. FABBRETTI FLORIANO 37 CONFRONTO TRA DUREZZE ING. FABBRETTI FLORIANO 38 19

20 PROBLEMA E SE LO SPESSORE DA MISURARE E DURO E SOTTILE (DEPOSITI CVD-PVD, STRATI NITRURATI, SALDATURE, )? LE PROVE VISTE NON VANNO PIU BENE!!! - LA BRINELL NON HA IL PENETRATORE ADATTO - LA VICKERS E LA ROCKWELL UTILIZZANO CARICHI TROPPO ELEVATI ( SFONDANO ) ING. FABBRETTI FLORIANO 39 PROBLEMA FILM SOFT SUBSTRATO DURO SUBSTRATO SOFT FILM SOFT ING. FABBRETTI FLORIANO 40 20

21 PROBLEMA PER EVITARE INFLUENZE DEL SUBSTRATO, L AFFONDAMENTO MASSIMO DEVE ESSERE INFERIORE AL 10% DELLO SPESSORE TOTALE ING. FABBRETTI FLORIANO 41 MICRODUREZZA LE PROVE DI MICRODUREZZA SI EFFETTUANO CON CARICHI PICCOLISSIMI SU CAMPIONI LUCIDATI ED ATTACCATI PER L'ESAME METALLOGRAFICO SI PUÒ VALUTARE LA DUREZZA DI UN SINGOLO COSTITUENTE CRISTALLINO, OPPURE VARIAZIONI DI DUREZZA ENTRO REGIONI MOLTO PICCOLE ING. FABBRETTI FLORIANO 42 21

22 MICRODUREZZA VICKERS IL CARICO DI PROVA PREVISTO PER LA MICRODUREZZA E COMPRESO TRA 1 E 1000 g f A PARTE L ENTITA DEL CARICO, LA MICRODUREZZA VICKERS E REGOLAMENTATA DALLE STESSE MODALITA DELLA MACRODUREZZA (PENTETRATORE, TEMPI, LETTURA, ) ING. FABBRETTI FLORIANO 43 MICRODUREZZA VICKERS DOMANDA: I VALORI RICAVATI DALLA MICRODUREZZA VICKERS SONO CONFRONTABILI CON QUELLI RICAVATI CON LA MACRODUREZZA? RISPOSTA: NO!!! ING. FABBRETTI FLORIANO 44 22

23 MICRODUREZZA VICKERS DATO CHE LA MICRODUREZZA VIENE ESEGUITA ALLO STESSO MODO DELLA MACRO IL SUO VALORE DOVREBBE ESSERE DETERMINATO CON LA STESSA RELAZIONE: ING. FABBRETTI FLORIANO 45 MICRODUREZZA VICKERS IMPORTANTE!!! IL CARICO APPLICATO E MOLTO PICCOLO LA DEFORMAZIONE IMPOSTA AL PEZZO E ANCH ESSA MOLTO PICCOLA IL CONTRIBUTO ELASTICO IN QUESTO CASO NON E PIU TRASCURABILE NUOVA RELAZIONE: ING. FABBRETTI FLORIANO 46 23

24 MICRODUREZZA VICKERS LA DEFORMAZIONE ELASTICA d e NON E MISURABILE MICRODUREZZA NON CONFRONTABILE CON MACRODUREZZA IL VALORE DELLA MICRODUREZZA CRESCE CON IL DIMINUIRE DEL CARICO DI PROVA SECONDO UNA LEGGE SPERIMENTALE, DETERMINABILE CASO PER CASO ING. FABBRETTI FLORIANO 47 MICRODUREZZA VICKERS ING. FABBRETTI FLORIANO 48 24

25 MICRODUREZZA KNOOP PER QUESTA PROVA VIENE IMPIEGATO UN PENETRATORE DI DIAMANTE A FORMA DI PIRAMIDE RETTA CON ANGOLI AL VERTICE FRA GLI SPIGOLI OPPOSTI DI ' E DI MICRODUREZZA KNOOP LA BASE DELLA PIRAMIDE HA LA FORMA DI UN ROMBO LE CUI DIAGONALI STANNO NEL RAPPORTO: ING. FABBRETTI FLORIANO 50 25

26 MICRODUREZZA KNOOP ING. FABBRETTI FLORIANO 51 MICRODUREZZA KNOOP IL PENETRATORE DELLA PROVA KNOOP PRESENTA IL VANTAGGIO DI DARE IMPRONTE PIÙ LUNGHE E MENO PROFONDE LA LETTURA VIENE FATTA SULLA DIAGONALE MAGGIORE PER OTTENERE UN MINORE ERRORE RELATIVO ING. FABBRETTI FLORIANO 52 26

27 VANTAGGI PROVA KNOOP MAGGIORE FACILITÀ DI LETTURA IMPRONTA PIÙ LUNGA (3 VOLTE) E MINORE PROFONDITÀ (2/3 PIÙ PICCOLA) A PARITÀ DI CARICO DI PRO- VA E DI DUREZZA DEL PEZZO MAGGIORE RAPIDITÀ SI MISURA UNA SOLA DIAGONALE MAGGIOR PRECISIONE NELLE MISURAZIONI ING. FABBRETTI FLORIANO 53 UTILIZZO PROVA KNOOP COSTITUENTI STRUTTURALI DELLE LEGHE METALLICHE STRATI SUPERFICIALI CEMENTATI, NITRURATI O ARTIFICIALMENTE OSSIDATI CERAMICHE, VETRI, CARBURI METALLICI, VERNICI, CRISTALLI ING. FABBRETTI FLORIANO 54 27

28 SCELTA DELLA DUREZZA ING. FABBRETTI FLORIANO 55 SCELTA DELLA DUREZZA ING. FABBRETTI FLORIANO 56 28

29 SCELTA DELLA DUREZZA BIBLIOGRAFIA SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI UNA INTRODUZIONE ; W.D.CALLISTER Jr ED EDISES METALLURGIA VOL.3; G.M. PAOLUCCI ED LIBRERIA PROGETTO, PADOVA I CRITERI DI SCELTA E DI TRATTAMENTO DEGLI ACCIAI DA COSTRUZIONE E DA UTENSILI ; VOL.1 CIBALDI CESARE AQM NORME UNI ING. FABBRETTI FLORIANO 58 29

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