Prove di durezza
Esplora il mondo delle prove di durezza, dove puoi conoscere i principi delle prove di durezza per metalli e materiali, inclusi gli standard di settore, i background teorici, i principali metodi di prova di durezza e i consigli pratici per l'applicazione.
Sia che siate professionisti delle prove di durezza o che vi stia appena avviando, troverete risorse utili, tra cui poster e note applicative scaricabili gratuitamente, nonché accesso a webinar, per supportare le vostre esigenze di analisi dei materiali e delle durezze.
Per approfondire i dettagli delle prove di durezza, consultate la nostra brochure completa Durometro.
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
Comprendiamo le vostre sfide delle prove di durezza
Verificare il materiale con il giusto processo di test di durezza, è essenziale per assicurare una qualità costante dei prodotti, rispettando le normative. Ecco perché è indispensabile ottenere un risultato perfetto, ogni volta, con una soluzione adatta alle vostre esigenze di velocità e precisione.
È importante comprendere le sfide e ciò che volete ottenere dalle vostre prove di durezza per trovare la soluzione migliore per voi:
I quattro metodi di test di durezza 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)
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
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
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
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.
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
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.
| Metodi di test di durezza | STANDARD | INTERVALLO DI CARICHI | |
| VICKERS |
ISO 6507 |
1 gf - > 100 kgf |
(0,00981 - > 980,7 N) |
| KNOOP |
ISO 4545 |
1 gf - 1 kgf |
(0,0098 - ≤ 9,807 N) |
| BRINELL |
ISO 6506 |
1 kgf - 3000 kgf |
(9,807 - 29420 N) |
| ROCKWELL |
ISO 6508 |
15 kgf - 150 kgf |
(147,1 - 1471 N) |
Il durometro aumenta l'efficienza
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.
Poster sulle prove 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
I webinar sui test 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
Selezione del miglior metodo per prove di durezza
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