Prove di durezza tecnologiche, Appunti di Meccanica

Scarica Prove di durezza tecnologiche e più Appunti in PDF di Meccanica solo su Docsity! ITIS “G. Galilei” – AREZZO – TECNOLOGIE MECCANICHE DI PROCESSO E DI PRODOTTO – CLASSE 3° MECCANICI PROVE DI DUREZZA Pagina 4 di 6 Prova di durezza Rockwell (HR) Descrizione della prova La prova di durezza Rockwell consiste nel premere sulla superficie del pezzo un penetratore unificato con il carico di prova F applicato in tre fasi. Si definisce durezza Rockwell HR la differenza fra un valore massimo e il valore dell’accrescimento rimanente e misurato in unità Rockwell, corrispondenti alla lunghezza di 0,002 mm. Fasi di applicazione del carico 1) Applicazione del precarico o carico iniziale F0 (in realtà della massa iniziale m0 che corrisponde a tale carico) → si ha una penetrazione fino alla profondità iniziale a; questa fase serve per assestare il penetratore sul materiale e successivamente per eliminare la componente di deformazione elastica dalla misura della durezza 2) Applicazione del carico aggiuntivo F1 (in realtà della massa aggiuntiva m1 che corrisponde a tale carico) in modo da avere il carico totale F = F0 + F1 (m = m0 + m1) applicato al penetratore → si ha una penetrazione fino alla profondità massima b; in questa fase si ha deformazione elasto-plastica 3) Sollevamento del carico aggiuntivo F1 e permanenza del solo precarico F0 → si ha un ritorno elastico y del materiale e una profondità c dell’impronta dovuta a deformazione plastica provocata dal carico totale F. L’accrescimento rimanente e corrisponde alla differenza tra la profondità c e il ritorno elastico y Lo strumento misura l’affondamento rimanente h (mm) e lo traduce in unità di accrescimento rimanente e (1e = h(mm)/0,002); poi esegue direttamente il calcolo della durezza Rockwell, il cui valore si legge direttamente sul quadrante della macchina (misura diretta). Durezza Rockwell scala C (HRC) • Penetratore: diamante sintetico a forma di cono circolare retto con angolo al vertice α = 120° • Precarico: F0 = 98 N (m0 = 10 kg) applicato senza urto • Carico aggiuntivo: F1 = 1.372 N (m1 = 140 kg) applicato progressivamente in un tempo t = 5 ÷ 10 s • Carico totale: F = F0 + F1 = 98 + 1.372 = 1.470 N (m = m0 + m1 = 10 + 140 = 150 kg) mantenuto applicato per t = 30 s • HRC = 100 – e (HRC = 100 (per e = 0) è la durezza del diamante; unità HRC corrispondente all’affondamento rimanente di 0,002 mm) • Campo di applicazione: materiali con HRC > 20 (HB > 200) Durezza Rockwell scala B (HRB) • Penetratore: sfera di acciaio temprato di diametro D = 1/16’’ = 1,58 mm e durezza HV ≥ 850 • Precarico: F0 = 98 N (m0 = 10 kg) applicato senza urto • Carico aggiuntivo: F1 = 882 N (m1 = 90 kg) applicato progressivamente in un tempo t = 5 ÷ 10 s • Carico totale: F = F0 + F1 = 98 + 882 = 980 N (m = m0 + m1 = 10 + 90 = 100 kg) mantenuto applicato per t = 30 s • HRB = 130 – e (HRB = 130 (per e = 0) è la durezza dell’acciaio temprato; unità HRC corrispondente all’affondamento rimanente di 0,002 mm) • Campo di applicazione: materiali con 20 < HRB < 100 (HB < 200) ITIS “G. Galilei” – AREZZO – TECNOLOGIE MECCANICHE DI PROCESSO E DI PRODOTTO – CLASSE 3° MECCANICI PROVE DI DUREZZA Pagina 5 di 6 Caratteristiche della prova Rockwell Spessore minimo del pezzo Lo spessore del pezzo da provare non deve essere minore di 8 volte l’affondamento rimanente h (mm) o, analogamente, dell’accrescimento rimanente e (unità Rockwell): s ≥ 8 ⋅ h (mm); s ≥ 8 ⋅ 0,002 ⋅ e (unità Rockwell); Posizione delle impronte Le impronte devono avere distanza minima a dai bordi e distanza minima b fra due impronte consecutive; le limitazioni sono espresse in rapporto al diametro d dell’impronta: a ≥ 2,5 ⋅ d; b ≥ 4 ⋅ d Superficie di prova La superficie di prova deve essere pulita, liscia e piana; la preparazione della superficie deve essere adeguata, cioè non apportare modifiche alle proprietà del materiale. Si possono eseguire prove anche su superfici cilindriche, ma in tal caso i valori di durezza devono essere corretti con opportuni coefficienti correttivi. Altre scale Rockwell Esistono altre scale di durezza Rockwell oltre alle scale B e C: A, D, E, F, G, H, K. Per tutte le scale non cambiano né il metodo di prova (applicazione del carico in tre fasi e lettura diretta della durezza) né il precarico F0 (F0 = 98 kg), ma solamente il carico aggiuntivo (e di conseguenza il carico totale) e il penetratore. Oltre ai due penetratori già descritti esiste un terzo tipo di penetratore: sfera di acciaio temprato di diametro D = 1/8’’ = 3,175 mm e durezza HV ≥ 850, impiegato in alcune scale. I parametri delle varie scale sono riportati nella seguente tabella (Tabella 3.5 pag 83): Esistono tre scale di durezza Rockwell superficiale: N, T e W. Il metodo di prova e le caratteristiche della prova rimangono invariate, ma cambia la designazione: il simbolo HR è preceduto dal valore della durezza e seguito dal valore del carico applicato moltiplicato per 0,102 (il numero rappresenta la massa m (kg) che corrisponde a tale carico) e dalla lettera che indica la scala (N, T o W). I parametri delle tre scale sono riportati nella tabella sottostante. Esempio: 54 HR 45N → durezza Rockwell superficiale 54 ottenuta con carico di prova F = 441,3 N (m = 45 kg) sulla scala N (penetratore di diamante conico con α = 120°). SIMBOLO SCALA PENETRATORE CARICO [m (kg)] HR 15N Cono di diamante 15 HR 30N Cono di diamante 30 HR 45N Cono di diamante 45 HR 15T Sfera D=1,587 mm 15 HR 30T Sfera D=1,587 mm 30 HR 45T Sfera D=1,587 mm 45 HR 15W Sfera D=3,175 mm 15 HR 30W Sfera D=3,175 mm 30 HR 45W Sfera D=3,175 mm 45