Prove di durezza
Cos’è la durezza?
Col termine “DUREZZA” ci si riferisce alla risposta di un materiale ad indentazione, abrasione e scalfitura, ovvero alla resistenza che esso oppone alla penetrazione di un altro corpo a durezza maggiore e a geometria nota.
La misura della durezza di un materiale è ampiamente usata, grazie alla sua semplicità di esecuzione ed immediatezza.
A chi e perché è così utile la prova di durezza?
Può fornire informazioni utili al trattamentista, per avere indicazioni se il trattamento eseguito riesca a soddisfare le caratteristiche attese del materiale, a chi si occupa di tribologia per avere indicazioni sulla resistenza ad usura, a chi deve effettuare lavorazioni meccaniche essendo la durezza legata alla lavorabilità del materiale e al progettista per le informazioni indirette che la durezza può dare sulla resistenza a trazione del materiale.
Qualche limite sulla prova di durezza…
La prova di durezza, sebbene di grande utilità come appena illustrato brevemente, presenta alcuni limiti che potrebbero portare ad errori di valutazione della conformità dei prodotti. Tra questi la conversione indiscriminata tra scale di durezza, per trasformare i valori ottenuti con una determinata metodologia e scala in valori pertinenti ad un’altra scala/metodo; e la conversione, non ragionata, tra durezza e resistenza a trazione (Rm), dimenticando che tale corrispondenza varia col materiale, analisi chimica e microstruttura del materiale.
La durezza, generalmente è una prova distruttiva, ma può essere considerata una prova non distruttiva in alcuni casi, cioè quando le indentature sono eseguite su una zona di sovrametallo successivamente asportata o con durometri che non producono impronte (per esempio UCI e Leeb) o di dimensioni ridotte (p.e. HV5).
Tipologie generalmente usate di prove di durezza applicate ai materiali metallici.
- le prove Brinell (HB);
- le prove Vickers (HV);
- le prove Rockwell (HR).
Le prove di durezze generalmente, se non diversamente specificato da norme e specifiche clienti, vengono eseguite a temperatura ambiente.
Infine, ma di primaria importanza…attenzione alla preparazione della provetta!
Importante cura deve essere posta alla prova di durezza, se certi accorgimenti non vengono rispettati la prova potrebbe essere falsata. In particolare la provetta deve:
- Possedere una superficie piana, liscia e perfettamente sgrassata, esente da ossidi e altri corpi estranei, di modo da misurare l’indentazione con sufficiente precisione. La preparazione della superficie dovrà avvenire evitando ogni possibile alterazione del materiale da testare. Tali considerazioni valgono per tutti i metodi di prova; particolare cura dovrà essere posta alle condizioni della superficie su cui si dovrà eseguire la prova di durezza Vickers (HV), dovendo misurare le impronte con precisione micrometrica;. Qualora sia necessario eseguire la prova su una superficie convessa o concava per le durezze HR ed HV sono previste delle correzioni che sono funzione del valore del tipo di superficie (se concava o convessa) del range di durezze e della curvatura (raggio)
- Deve avere un rapporto tra lo spessore e la profondità di penetrazione sufficientemente alto, affinché la prova si possa ritenere valida. Questa limitazione è importantissima qualora si vogliano eseguire durezze superficiali su materiali sottili o con trattamenti termochimici superficiali / rivestimenti di cui si può solo ipotizzare lo spessore effettivo. Gli spessori minimi della provetta dipendono dalla prova di durezza da eseguirsi e dalla norma usata;
- Appoggiare su supporto rigido, pulito, e tale che la superficie di prova sia perpendicolare all’asse del penetratore.