PROVE DI DUREZZA

Esplora il mondo dei test di durezza, dove puoi imparare i principi del test di durezza per metalli e materiali, inclusi gli standard industriali, il background teorico, i quattro metodi di test di durezza e consigli pratici sull'applicazione.

Che tu sia un professionista nel test di durezza o stia appena iniziando, troverai risorse utili, tra cui download gratuiti di poster e note applicative, oltre ad accesso a webinar per supportare le tue esigenze di test e analisi dei materiali.

Per approfondire i dettagli dei test di durezza, esplora la nostra brochure completa sul tester di durezza per ulteriori informazioni.

Informazioni
SFIDE
4 METODI
Caso cliente
DOWNLOAD E WEBINAR
Risoluzione dei problemi

In cosa consiste la prova di durezza?

L'applicazione di una prova di durezza consente di valutare le proprietà di un materiale, come la sua robustezza, duttilità e resistenza all'usura, per determinare se un materiale o la lavorazione di questo materiale si adatta allo scopo richiesto.

La prova di durezza può essere definita come "test per determinare la resistenza di un materiale alla deformazione permanente per penetrazione da parte di un altro materiale più duro." Tuttavia, la durezza non è una proprietà fondamentale di un materiale. Ecco perché quando si traggono conclusioni da una prova di durezza, occorre sempre effettuare una valutazione quantitativa in relazione a:

Carico esercitato sul penetratore
Profilo temporale e durata di carico specifici
Geometria specifica del penetratore

Come si svolgono le prove di durezza?

La tipica prova di durezza prevede la pressione di un oggetto di dimensioni specifiche (penetratore) con un determinato carico sulla superficie del materiale da testare. La durezza viene determinata misurando la profondità di penetrazione del penetratore o misurando la dimensione dell'impronta che lascia.

Le prove di durezza che misurano la profondità di penetrazione del penetratore comprendono: Rockwell, prove di penetrazione strumentale e durezza a penetrazione di sfere
I test di durezza che misurano le dimensioni dell'impronta lasciata dal penetratore sono: Vickers, Knoop, e Brinell

Sfida: Efficienza e velocità

I laboratori devono spesso affrontare la difficoltà di testare più campioni in tempi più brevi, rendendo necessari processi più efficienti. La nostra ultima generazione di durometri è progettata per ottimizzare il flusso di lavoro: maggiore precisione, autofocus più rapido, intervallo di carico ampliato, automazione avanzata, reportistica semplificata e molto altro ancora.

Selezionare il metodo di prova di durezza corretto

Come scegliere il metodo di prova

La scelta del tipo di test di durezza dev'essere determinato dalla microstruttura, come l'omogeneità del materiale da testare, ma anche dal tipo di materiale, dimensioni del pezzo e dalle sue condizioni.

In tutte le prove di durezza, il materiale sottoposto ad impronta dovrebbe rappresentare l'intera microstruttura (a meno che l'obiettivo non sia lo studio dei singoli componenti della microstruttura). Pertanto, se la microstruttura è molto grossolana ed eterogenea, l'impronta dovrà essere maggiore rispetto a quella di un materiale omogeneo.

Sono quattro le prove di durezza principali, ciascuna con i propri vantaggi e requisiti. Esistono diversi standard per questi test, che descrivono in dettaglio le procedure e applicazioni di ognuno.

Per scegliere il metodo di test di durezza, è importante tenere presente le seguenti considerazioni:

Il tipo di materiale da sottoporre al test
Se è richiesta la conformità a uno standard
La durezza approssimativa del materiale
Omogeneità/eterogeneità del materiale
Le dimensioni del pezzo
Il numero di campioni da testare

I quattro test di durezza per indentazione più comuni

Prova di durezza Rockwell

Rockwell è un metodo di test rapido, sviluppato per il controllo della produzione, con lettura diretta dei risultati, utilizzato principalmente per i materiali metallici. La durezza Rockwell (HR) viene calcolata misurando la profondità dell'impronta lasciata da un penetratore a un dato carico nel materiale del campione.

Solitamente utilizzato per campioni di grandi dimensioni
Un “test rapido” utilizzato principalmente per i materiali metallici
Può essere utilizzato per prove più avanzate, come il test Jominy (test di temprabilità HRC)

Per saperne di più sul test di durezza Rockwell

Il test di durezza Vickers

Il test di durezza Vickers è adatto per tutti i materiali solidi, compresi quelli metallici. La durezza Vickers (HV) viene calcolata misurando le diagonali di un'impronta lasciata nel materiale del campione da un penetratore a diamante piramidale con un determinato carico. Le diagonali dell'impronta vengono lette otticamente per determinare la durezza tramite tabella o formula.

Utilizzato per prove di durezza di tutti i materiali solidi, compresi quelli metallici
Adatto a numerose applicazioni
Include un sottogruppo di prove di durezza delle saldature

Per saperne di più sul test di durezza Vickers

Il test di durezza Knoop

Knoop (HK) è un'alternativa al metodo Vickers per le prove di microdurezza. Viene utilizzato principalmente per prevenire la formazione di cricche in materiali fragili e per facilitare le prove su strati sottili. Il penetratore è un diamante piramidale asimmetrico, e l'impronta viene calcolata misurando otticamente la lunghezza della diagonale maggiore.

Utilizzato per materiali duri e fragili, come la ceramica
Adatto per piccole aree estese, come i rivestimenti

Per saperne di più sul test di durezza Knoop

Il test di durezza Brinell

Il test di durezza Brinell viene utilizzato per testare la durezza di campioni più grandi in materiali con una struttura del grano grossolana o disomogenea. L'impronta del test di durezza Brinell (HBW) lascia un'impronta relativamente grande, realizzata con una sfera di carburo di tungsteno. La dimensione dell'impronta viene letta otticamente.

Utilizzato per materiali con una struttura del grano grossolana o disomogenea
Utilizzato per campioni di grandi dimensioni
Adatto a forgiati e fusioni con schemi strutturali di grandi dimensioni

Per saperne di più sul test di durezza Brinell

COME GARANTIRE PRECISIONE E RIPETIBILITÀ NELLE PROVE DI DUREZZA

La corretta applicazione dei test di durezza richiede un'attenta preparazione ed esecuzione. Tuttavia, una volta adottata la metodologia di base, le prove di durezza forniscono una buona precisione e ripetibilità.

Fattori che influenzano le prove di durezza

Numerosi fattori influenzano i risultati delle prove di durezza. In generale, minore è il carico utilizzato per eseguire il test, maggiore è il numero di fattori da controllare.

Ecco alcuni dei fattori più importanti da considerare per garantire una conclusione precisa di un test di durezza.

Controllare fattori esterni come luce, sporcizia, vibrazioni, temperatura e umidità
Il durometro e il tavolino devono essere posizionati su un tavolo robusto e stabile, e il campione serrato o sostenuto da un supporto o da un'incudine
Il penetratore dev'essere perpendicolare alla superficie di prova
Durante le prove, le condizioni di illuminazione devono essere costanti per i metodi Vickers, Knoop o Brinell
Il durometro dev'essere ricalibrato/verificato ogni volta che si cambia penetratore o obiettivo.

ottimizzare il controllo qualità

DEFINIZIONE DEI CARICHI PER PROVE DI DUREZZA

Ufficialmente, i carichi per prove di durezza sono espressi in Newton (N). Tuttavia, storicamente i carichi erano espressi in chilogrammi-forza (kgf), grammi-forza (gf) o libbre (p). La correlazione tra kgf, kp e N è: 1,0 kgf = 1.000 gf = 1,0 kp = 9,81 N.

Il termine "prova di microdurezza" viene solitamente utilizzato in presenza di carichi inferiori o uguali a 1 kgf
Il termine "prova di macrodurezza" viene utilizzato per carichi superiori a 1 kgf

Se gli standard lo permettono, utilizzare il carico/forza maggiore possibile per ottenere l'impronta più ampia e assicurare risultati più precisi.

I carichi utilizzati da ciascuno dei quattro metodi di prove di durezza dei materiali metallici* sono conformi ai vari standard ISO e ASTM.

HARDNESS TESTING METHOD	STANDARD	LOAD RANGE
VICKERS	ISO 6507 ASTM E384 ASTM E92	1 gf - > 100 kgf 1 gf - ≤ 1 kgf > 1 gf - ≤ 120 kgf	(0.00981 - > 980.7 N) (0.0098 - ≤ 9.807 N) (> 9.807 - ≤ 1176.800 N)
KNOOP	ISO 4545 ASTM E384	1 gf - 1 kgf 1 gf - 1 kgf	(0.0098 - ≤ 9.807 N) (0.0098 - ≤ 9.807 N)
BRINELL	ISO 6506 ASTM E10	1 kgf - 3000 kgf 1 kgf - 3000 kgf	(9.807 - 29420 N) (9.807 - 29420 N)
ROCKWELL	ISO 6508 ASTM E18	15 kgf - 150 kgf 15 kgf - 150 kgf	(147.1 - 1471 N) (147.1 - 1471 N)

Scarica la panoramica

MAN Energy using Struers Hardness Testing machine

Il durometro aumenta l’efficienza

MAN Energy Solutions, uno dei principali fornitori mondiali di motori per il settore navale, voleva migliorare l’efficienza della prova di durezza su componenti in ghisa rivestiti tramite spray termico. La soluzione è stata automatizzare il test con un durometro Struers.

Il risultato è stato un processo più veloce ed efficiente su un’unica macchina.

Prodotto: Durometro Duramin-40
Azienda: MAN Energy Solutions
Sfida: Eseguire test di durezza efficienti su parti in ghisa rivestite a spruzzo termico.
Risultati: Un processo più veloce ed efficiente su un’unica macchina.

Si lasci ispirare

POSTER SULLA PROVA DI DUREZZA

Attualmente offriamo tre diversi poster sulla prova di durezza – tutti adatti a qualsiasi laboratorio. Scarica subito tutti i poster.

Conversione della durezza

Confronto delle durezze

Materiali metallici

Webinar sulla prova di durezza

Migliora le tue competenze nella preparazione e guarda i nostri webinar registrati sulla prova di durezza con i nostri specialisti di applicazione.

Ispezione visiva, analisi e manutenzione

Requisiti di calibrazione e certificazione

Preparazione dei campioni e parametri che influenzano i risultati

Risoluzione dei problemi nelle prove di durezza

Problemi comuni:

Scenario di problema 1:
Durante la preparazione alla prova di durezza, può essere difficile ottenere superfici piane e parallele. Inoltre, il penetratore deve essere perpendicolare alla superficie del campione. Nel test di durezza Vickers, le diagonali misurate non devono differire tra loro di oltre il 5,0 %.
Nel test di durezza Knoop, le due metà della diagonale lunga non devono differire di oltre il 10,0 %.

Mostra di più

Se la deviazione non è dovuta all’anisotropia del materiale, la soluzione migliore è utilizzare un supporto per mantenere il campione in modo che il penetratore penetri perpendicolarmente alla superficie. Se non è disponibile alcun supporto, assicurarsi che la preparazione meccanica del campione produca superfici terminali piane e parallele.

Scenario di problema 2:
Se la superficie di un campione è troppo ruvida, può risultare difficile valutare gli angoli dell’impronta, soprattutto utilizzando apparecchiature automatiche. I graffi derivanti dalla preparazione possono causare una lettura errata della dimensione dell’impronta durante i test di durezza automatici.

Mostra di più

Utilizzare una superficie lucidata. I requisiti di preparazione della superficie dipendono dal carico applicato e dalla durezza del materiale: più il materiale è tenero, maggiore deve essere la qualità della lucidatura. Trova il metodo di preparazione più adatto utilizzando il nostro metalogramma.

Scenario di problema 3:
Se il campione non viene adeguatamente pulito dopo la preparazione meccanica e si effettua una lettura ottica della prova di durezza, la lettura automatica potrebbe interpretare erroneamente gli angoli dell’impronta.

Mostra di più

Assicurarsi sempre che i campioni siano puliti correttamente prima di eseguire la prova di durezza, altrimenti contaminanti provenienti dal panno di lucidatura (come sporco o fibre) potrebbero compromettere la lettura.

Scenario di problema 4:
Nel caso di un campione fortemente attaccato chimicamente, può essere difficile valutare gli angoli dell’impronta, con il rischio di ottenere una valutazione della durezza meno accurata.

Mostra di più

L’uso dell’attacco chimico andrebbe evitato il più possibile, poiché riduce la riflettività della superficie. Se l’attacco è necessario, è preferibile mantenerlo leggero, in modo da poter distinguere chiaramente gli angoli dell’impronta. In alcuni casi, come nella valutazione di una saldatura, l’attacco può essere necessario.

Scenario di problema 5:
La durezza risulta superiore a quanto previsto.

Mostra di più

Verificare le regole relative alla corretta distanza tra le impronte per il tipo di prova di durezza prevista. Se le impronte sono troppo ravvicinate, può verificarsi incrudimento per deformazione.

Helle Michaelsen

Global Business Solution & Application Manager
Struers Aps.
Ballerup, Danimarca

Birgitte Nielsen

Metallografo,
Specialista delle applicazioni
Struers ApS
Ballerup, Danimarca

Farouk Mouzafer

Ingegnere Metallurgico e dei Materiali,
Specialista delle applicazioni
Struers ApS
Ballerup, Danimarca

Òlafur Magnús Òlafsson

Dottorato in Ingegneria meccanica,
Specialista delle applicazioni
Struers ApS
Ballerup, Danimarca

Henry Udomon

Dottorato in Ingegneria metallurgica,
Responsabile delle applicazioni
Struers Inc.
Cleveland, Ohio, US

Kelsey Torboli

Laurea in Scienze dei Materiali,
Ingegnere di applicazioni Senior
Struers Inc.
Cleveland, Ohio, US

Brian Jones

Tecnico delle applicazioni
Struers Inc.
Cleveland, Ohio, US

Holger Schnarr

Dr. in Scienze dei Materiali,
Responsabile di laboratorio
Struers GmbH
Willich, Germania

Kinichi Ishikawa

M.S. in Scienza dei Materiali,
Responsabile di laboratorio
株式会社ストルアス
Tokyo, Giappone

Xiuping Jiang

PhD, MSc in Scienze dei Materiali,
Responsabile Applicazioni e Laboratorio
Struers Ltd.
Shanghai, Cina

Contattateci!

Come possiamo aiutarvi?

Siamo sempre felici di aiutarti con qualsiasi richiesta, grande o piccola. Se hai una domanda, scrivici e ti risponderemo il prima possibile.

Per preventivi o domande sui nostri materiali di consumo, visita il nostro Webshop https://webshop.struers.com/ per verificare facilmente i tuoi prezzi.

Ho domande riguardo a:

Descrizione: *

Nome *

Cognome *

E-mail *

Numero di telefono *

Società/organizzazione: *

Paese *

Città *

Stato *

* campi obbligatori