Relazione prova di durezza, Guide, Progetti e Ricerche di Meccanica

Scarica Relazione prova di durezza e più Guide, Progetti e Ricerche in PDF di Meccanica solo su Docsity! Gruppo: Leidi Francesco, Chiapperini Gianluigi, Gatti Giorgio, Bertoli Matteo. PROVA DI DUREZZA 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: • Brinell • Vickers • Rockwell • Mohs Le prove di durezza si eseguono con macchine provviste di penetratori con forme diverse e con diverse metodologie. Prova di durezza brinell La prova, valida per i materiali metallici, consiste nel premere una sfera levigata di acciaio temprato o di metallo duro di diametro D, per un prestabilito intervallo di tempo, con una prefissata forza F (carico di prova), contro la superficie del pezzo o della provetta in esame e nel determinare il diametro medio d (si intende la media aritmetica fra due diametri di un impronta rilevati in due direzioni fra di loro ortogonali) dell’impronta lasciata sulla superficie dopo la rimozione della forza F. La durezza Brinell è proporzionale al rapporto tra il carico di prova F [in newton] e l’area di superficie S [in mm2] dell’impronta, che si suppone a forma di calotta sferica e di diametro uguale a quello della sfera come rappresentato nella figura, a carico tolto. Pertanto: durezza Brinell = Essendo S l’area della superficie dell’impronta assimilata ad una calotta sferica di diametro medio d e di altezza h, il suo valore è equivalente alla superficie laterale di un cilindro avente il diametro di base uguale al diametro D della sfera e l’altezza uguale all’altezza h della calotta, cioè alla profondità dell’impronta: S = p×D×h Esprimendo h in funzione del diametro medio d: S = di conseguenza l’espressione analitica della durezza risulta: durezza Brinell = che si trasforma nell’espressione pratica da impiegare: HBS = HBW = 0,102 × che differisce dall’espressione analitica per l’introduzione del fattore di conversione 0,102. Il coefficiente numerico di correzione 0,102 si rende necessario per poter inserire la forza in N. In precedenza, secondo il Sistema Tecnico, il carico era espresso in kgf. Per questo motivo la durezza è espressa da un valore adimensionalizzato (si potrebbe ancora parlare di kgf /mm2). I simboli HBS e HBW si riferiscono al materiale del penetratore: se la sfera è in acciaio temprato la designazione viene fatta con HBS; mentre viene utilizzato HBW se la sfera è in metallo duro (carburi di Wolframio). Si sceglie sempre il diametro della sfera più grande, ammesso dalle dimensioni del pezzo. 0,102×F = K×D2 K = coefficiente che dipende dal materiale (per acciaio K = 30), sono valori unificati. Il rapporto fra il diametro dell’impronta e quello della sfera deve volte la diagonale dell’impronta. La temperatura compresa fra i valori di 10°C e 35°C, condizioni controllate (23±5) °C. I carichi sono scelti in funzione del materiale in prova (minori per materiali teneri), dello spessore, del volume di prova interessato (per materiale eterogeneo il carico dovrà essere maggiore), dalla necessità che la prova sia “non distruttiva” (il concetto di prova non distruttiva dipenderà dal fatto che i particolari provati si potranno o no dopo l’esecuzione della prova). Il carico di prova normale per l’acciaio è 294,2 N (ex 30 kgf). Il pezzo in prova deve possedere una superficie libera da materiali “estranei”; dovrà essere preparata senza alterazioni della superficie di prova: né riscaldi, né incrudimenti. Una comparazione rigorosa per carichi minori di 98 N è possibile solo se il carico è identico, mentre per carichi da 98¸980 N è possibile paragonare le durezze dei diversi materiali. Il metodo Vickers può essere utilizzato anche per le prove di microdurezza. La distanza fra impronta-impronta e impronta-bordo deve essere almeno 4 volte la diagonale d. Il numero di impronte effettuate sono tre per ogni provetta (già sottoposte ad altre prove precedenti), dopo aver rilevato le due diagonali, di ciascuna impronta lasciata dal penetratore, si è calcolato la loro media aritmetica: Dei tre valori calcolati si è calcolato nuovamente la media e, con quest’ultimo valore indicato con d, il valore della durezza Vickers (HV). CALCOLI DUREZZA BRINELL durezza Brinell = F=3000 N D=10 mm D=4 mm HB=6000 N/(3,14*10*(10-9,165))=228,88 1:16 Pd F 21 100% limi + 6 e 142 abella comparativa delle durezze Resisterua ( Scala (Imgronta| Scala | Scala Rockwell | ( Resistenza [ Scala [impronta] Scala | Scala Rockwell ala trazione | Vickers sfera Brinell mia trazione | Vickers Brinell Nim? | Hv | me | #8 | HRB | HRC Nimor | Mv HB | HRS | HRC îo | |12| @ to | na Eni 1 700 219 208 I ® | 7.04 | = | 705 220 209 | 95 220 n 696 e mo 222 am 96,6 240 ms 882 n 7% 225 me »% 20 | 9 | DEL 7 7% 228 216 =5 » | 60 740 230 219 | 966 260 a | 658 | 78 mo | 233 21 | 9 n0 8 | 645 | sì 155 | 235 223 20 | = | 636 | 8 760 297 2258 | 975 ns so 628 = mo 240 228 E sì | 625) 87 780 | 243 231 21 300 ds | 619 | 39 785 | 246 233 6 | » | 6168 | 0 790 247 235 99 310 9 | 619 800 250 238 | 995 | 22 20 10 | 601 | 86 mo | 269 240 so 599 | 9% 820 | 255 242 n 338 587 | 10 830 258 2486 so 883 | 102 835 260 247 ELI 30 575 | 106 so | 262 249 350 s7 | 107 as0 | 265 252 0 | 86 | 109 860 268 258 2 #0 5 | 3 865 270 257 385 5.54 na sro 272 268 26 350 ss | né 80 | 276 261 400 | | SA | 19 890 278 264 410 538 | 122 900 280 266 27 4 839 124 #10 283 209 420 532 | 125 #15 | 285 mn 430 | | 826 | 128 920 287 273 28 440 s2 | 19 9% 290 6 450 sun 133 so Zz z » 460 SI | 136 950 ue | | 138 960 299 284 470 505 | 10 068 300 285 450 500 | 143 sto | 202 | 3, 287 » 450 496 145 98 305 | 357 | 290 495 | | 493 | 147 990 308 | 3,55 | 293 300 49 | 149 995 310 | 350 | 295 5 s10 486 162 100 sm 3,53 296 520 481 | 155 310100 | 314 | 352 | 299 530 | | 478 | 157 1020 37 | as | 201 2 so 474 | 160 1030 | 320 | 3,49 | 300 545 471 | 162 10%0 | 323 | 347 | 307 550 47 | 163 1050 | 327 | 246 | an » s0 | | 486 | 106 1060 330 | 344 | 316 570 482 | 169 1070 | 333 | 343 | 26 575 4,59 v 1080 396 Da 9 su so 4,58 172 1050 399 da 922 5930 | | 454 | 15 88 1086 340 | 3,39 | 323 585 4,53 ne m100 ga 3,38 328 0 451 | 198 | 89 1110 | 345 | 336 | 328 3 610 447 | 181 | 895 1120 | 349 | 335 | 222 0 | | 446 | 184 | 90 1125 | 360 | 3,34 | 333 6 443 188 mo 982 3,33 3% 830 44 | 187 | 91 1uo | 355 | 332 | 337 E 640 4,37 190 975 mis 368 3,31 30 €50 | | DELI | 199 92 1186 360 33 32 660 4.32 | 195 | 925 1160 361 3,29 | 343 670 4,29 | 198 | 93 mo | 366 | 328 n 68 4,27 | 199 | 995 to | 367 | 326 | 36 \_ss0_ | i 425 | 201 Ì 1190 370 | 3,25 | asz =D Tarnalanzia | Talsfano NddS 513NN5 | Pam Dad P 21:16 100% Ma + @ piattiacciaro.i Tabella comparativa delle durezze Scala |Impeonta| Scala | Scala Rockwell Nicioars | sfera | Brinell mm | HB | Wag | Wac Resismara | Scala [Impronta | Scala lalla trazione| Vickers | sfora | Brinall Nim | MY men HB 1200 373 | Ada | 366 nio ne | an