Prova di durezza: Metodi Brinell e Vickers, Dispense di Tecnologie di mecaniche, processo e prodotto

Scarica Prova di durezza: Metodi Brinell e Vickers e più Dispense in PDF di Tecnologie di mecaniche, processo e prodotto solo su Docsity! La durezza Per durezza intendiamo la capacità di un corpo di resistere alla penetrazione di un corpo più duro. La prova di durezza è una delle più importanti misurazione della durezza fornisce sugli effetti dei trattamenti termici Inoltre, per misurare la durezza si usano solo su provette, ma anche su pezzi finiti. Le macchine utilizzate a questo scopo prendono il nome di In generale le prove di durezza si eseguono mediante un carico, lascia un'impronta sulla superficie del materiale. Il rapporto tra il carico e la dimensione dell'impronta definisce il valore della durezza A seconda della forma e delle dimensioni del penetratore si hanno diversi metodi di misurazione della durezza. I più frequenti vengono descritti • Metodo Brinell La prova di durezza Brinell è normata dalla È un metodo u lizzato per i metalli non particolarmente duri leggere; per quelli più duri, invece La prova di durezza Brinell consiste nel far penetrare nel materiale in esame una sfera di metallo duro, in genere acciaio temprato possono essere utilizzati diametri con lo spessore del pezzo ( cioè 8 volte la profondità dell’impronta.) A questo punto vengono impiegati i opportune tabelle). Il carico di prova viene scelto ), sia compreso tra i valori di: 0,24 D prove che si eseguono in laboratorio dati estremamente importanti su: lavorabilit e sulla resistenza. prove non distruttive e possono essere applicate non durometri. penetratore che sotto l'azione di un certo qui di seguito: UNI EN ISO 6506 -1 : 2006 quali: acciai dolci, ottoni e leghe si preferisce far riferimento ad altri metodi. . La sfera ha un diametro ( D ) pari a 10 mm di 5 , 2,5 fino a 1 mm), ad ogni modo deve essere carichi di prova, variabili da 9807 N a 29420 in modo che il diametro medio e 0,6 D. , infatti la à del materiale, . , ( in certi casi compatibile N, (attraverso dell’impronta ( d Il carico viene applicato gradualmente in un tempo variabile da tempo tra 10 e 15 secondi. L’indice di durezza Brinell, viene superficie dell'impronta lasciata dal penetratore sul pezzo: 2 a 8 secondi indicata con il simbolo HB, ed è dato dal rapporto tra e mantenuto per un carico e Questo metodo viene utilizzato quando non si conosce la durezza del materiale in prova, quindi su materiali duri quali: acciai temprat Il valore della durezza Vickers non varia sensibilmente con il carico e questo è uno dei pregi di questa prova. Il carico di prova viene infatti, applica un tempo compreso tra 10 e 15 secondi. HV, ed è data dal rapporto tra carico In questa relazione F esprime il carico (in N) piramidale lasciata dal penetratore. La presenza del coefficiente superficie dell'impronta mediante la diagonale come nel caso della durezza Brinell, il passaggio dal kgf al N avrebbe creato un mutamento generale dei valori della durezza Vickers, evitabile con l'introduzione di un coefficiente di conversione. La prova Vickers estende e perfeziona il metodo Brinell i  Ha un campo d’applicazione illimitato sia per la durezza che per lo spessore del pezzo;  Non serve cambiare il penetratore;  Le prove si possono svolgere su oggetti privi di alcuna lavorazione;  Il risultato ha un grado di precisione superiore a quello della prova Brinell. La macchina utilizzata per svolgere la prova Vickers fu progettata da Amsler e viene costruita utilizzando ghise a grafite sferoidale. /Questa prova consiste nel nell’applicare u tempo (nel nostro caso 8 sec) per mezzo di un penetratore contro la superficie del pezzo o della provetta in esame. Scopo di tutto ciò misurare la diagonale media dell’impronta lasciata sul pezzo dal penetratore allo scopo di calcolare infine la durezza relativa. Il penetratore è costituito da una piramide retta a base quadrata, di diamante, con angolo al vertice fra le due facce opposte di 136°. Lo spessore minimo della provetta deve essere 1,5 volte la diagonale dell’impronta e non deve presentare deformazioni dalla parte opposta. i, acciai da utensili, carburo metallici e su superfici cromate. to per un tempo variabile tra 2 e 8 secondi e mantenuto per L’indice di durezza Vickers, viene indicata con il simbolo e superficie dell'impronta lasciata dal penetratore sul , mentre d rappresenta la diagonale dell'impronta 0,189 è dovuta sia al calcolo della , sia al cambiamento di unità del carico n quanto: n carico prestabilito “F” (30 KgF) per un determinato pezzo. ; infatti, La superficie per la prova non deve presentare tracce di ossido (che in caso vengono tolte con carta abrasiva) e/o di unto (che possono essere eliminate con acetone) così che l’impronta risulti nitida e leggibile. Si definisce durezza Vickers HV il rapporto fra il valore del carico (o forza) e l’area della superficie laterale “S” cioè la diagonale dell’impronta al quadrato. HV= F/S Essendo “S” l’area della superficie laterale di una piramide retta a base quadrata con diagonale “d”, possiamo riscrivere così la formula: HV = (F/d2)*0,1891 DESCRIZIONE DELLO STRUMENTO: Lo strumento utilizzato per la prova è chiamato Durometro e, come gia detto, è costruito con ghise a grafite sferoidale, le qui parti principali sono: 1. Un basamento ben fissato al pavimento; 2. Una vite senza fine alla quale e collegata la tavola porta oggetti; 3. Una tavola porta pezzi regolabile con un volantino; 4. Un albero filettato con in punta il penetratore al diamante; 5. Una leva collegata ad un pistone e ad una molla immersa in olio idraulico; 6. Una vaschetta con olio idraulico. 7. Un microscopio, munito di appositi reticoli, per rilevare la misura della diagonale. DESCRIZIONE E SVILUPPO DELLA PROVA: 1. Si prende la provetta e si mette sulla tavola porta pezzi della macchina; 2. Per mezzo dell’apposito volantino avviciniamo il penetratore al diamante al pezzo fino a farli venire a contatto; 3. Azioniamo poi la leva sulla destra della macchina che essendo a sua volta collegata ad un pistone e ad una molla immersa in olio idraulico agisce da sola per il tempo prestabilito di 8 secondi. 4. In seguito, risolleviamo il penetratore e leggiamo la misura della diagonale con il microscopio. 5. Riportare i dati sul foglio e svolgere i calcoli relativi. CALCOLI: Abbiamo svolto la prova di durezza su entrambi i lati del pezzo di prova ricavando i seguenti risultati: LATO “A” Abbiamo ottenuto le seguenti misure:  11,19 mm  13,73 mm e ci siamo calcolati la diagonale media 13,73-11,19= 2,54 mm abbiamo poi diviso il numero per 10 (fattore di scala del microscopio) 2,54/10= 0,254 Una volta ottenuta la diagonale media dell’impronta siamo in grado di impostare e svolgere i seguenti calcoli (per la formula vedi riferimenti teorici). F = 30 KgF (forza applicata) d = 0,254 (diagonale dell’impronta) d2 = 0,2542 = 0,064 HV = 30 * 0,1891 = 88,64 0,064 Durometro Vickers. memo * Metodo Rockwell Questo metodo è più usato dei precedenti perché consente una lettura immediata della durezza dall'apparecchio. Si usano due tipi di penetratori diversi: + sfera d'acciaio (0 1,587 mm= 1/16") per materiali non molto duri; in questo caso il valore della durezza Rockwell è designato dalla sigla HRB. » cono di diamante (angolo 120" e raccordo al vertice di R 0,2 mm) per materiali duri; in BO 1,587, questo secondo caso il valore della penetratore della prova HRg: drezza viene designato dalla sfera în acciaio. sigla HRC. 1204 La prova consiste nell'applicare un carico iniziale Fy di 98 N (10 kgg che provoca una prima im- pronta (di profondità a); dopo aver azzerato l'indice dello stru- mento si applica un secondo carico F; fino a giungere a un ese carico totale F di 981 N (100kgi) Penetratore della prova HRC: cono di diamante. per la prova HRB oppure di 1470 N (150kgd perla prova HRC. Quindi si toglie il secondo carico, mantenendo il primo; i rientro elastico del materiale fa risalire il penetratore e, dop un assestamento, l'indice segnala il valore della durezz oppure la profondità residua (e). Le due diverse prove forni scono dei valori numerici pari a: + 130 — e (per la prova HRB); quindi sono valori compres tra 0 (minimo) e 130 (massimo). + 100 = e (per la prova HRC); quindi sono valori compres tra 0 (minimo) e 100 (massimo). 10 Durometra in grada di eseguire prove di durezza Brinell, Vickers e Rockwell, In quest'ultimo casa il valore della durezza è leggibile direttamente sul display. Controllo dimensionale di un penetratore Rockwell. Le irregolarità del profilo sferico sono causa di incertezza nella misurazione della durezza.  F0=98N Fo de HRB F,=98N 1 Fase: PRECARICO Si applica un carico di 98 Ne si azzera l'apparecchio. 2% Fase: SOVRACCARICO Con il secondo carico il totale arriva a 981 N perla HRBea 1470 perla HRC. 3° Fase: LETTURA Tolto il sovraccarico, si mantiene il precarico di 98 N e si legge il valore Rockwell. F,=98N I. HRC F=1470N Fo=98N Fo ‘a = profondità da precarico b = profondità da sovraccarico e = profondità residua Secondo le norme UNI per le prove Brinell, Vickers e Rockwell î valori delle durezze sono privi di unità di misura, sono cioè dei numeri puri; ciò nonostante siano stati ricavati da misure in N, inmm o inmm?,