Prove di durezza Vickers
Il test di durezza Vickers è adatto a un'ampia gamma di applicazioni, comprese le prove di micro durezza. In questa pagina troverete una descrizione del test di durezza Vickers, informazioni pratiche su come eseguirlo e un elenco dei nostri micro durometri Vickers.
Il test di durezza Vickers in sintesi:
- Ideale per prove di microdurezza
- Può essere utilizzato per misurazioni sulla durezza degli strati cementati, test Jominy e per prove di durezza delle saldature
- Standards: ASTM E384, ISO 6507 and JIS Z 2244.
Definizione della prova di durezza vickers
Il test di durezza Vickers è un metodo versatile utilizzato sia per prove di macro durezza che micro durezza. Ha un ampio intervallo di carico ed è adatto per un'ampia gamma di applicazioni e materiali.
Il test di durezza Vickers è spesso considerato più facile da usare rispetto ad altri test di durezza: Il processo può essere eseguito con un micro durometro universale; i calcoli sono indipendenti dalla dimensione del penetratore; e lo stesso penetratore (un diamante piramidale) può essere utilizzato per tutti i materiali, indipendentemente dalla durezza.
Calcolo del test di durezza Vickers
La durezza Vickers (HV) viene calcolata misurando otticamente le lunghezze delle diagonali dell'impronta lasciata dal penetratore. Le misurazioni vengono convertite in HV utilizzando una tabella o una formula.
- Intervallo di carichi: Da 10 gf fino a 100 kgf
HV=1854,4Fd2
HV: Durezza Vickers
F: Carico di test (gf)
d: Lunghezza media diagonale (µm)
Come misurare la durezza Vickers in 7 passaggi
Utilizzare un durometro DuraVista-40:
- Posizionare il campione sulla tavola.
- Fare clic e trascinare il mouse per spostare il campione in posizione.
- Scorrere per mettere a fuoco.
- Selezionare il metodo di test e il carico.
- Scegliere un obiettivo e un nome per l'attività.
- Utilizzare la telecamera panoramica per posizionare il penetrratore.
- Avviare il test.
Preparazione della superficie
Prima di posizionare il campione per il test di micro durezza, assicurarsi che sia preparato correttamente.
La condizione della superficie richiesta per il test di durezza Vickers dipende dal carico utilizzato.
Test di durezza macro (carichi superiori a 1 kgf)
- La superficie dev'essere spianata
Test di micro durezza (carichi inferiori o uguali a 1 kgf)
- La superficie dev'essere lucidata meccanicamente o elettrolucidata
Carichi
| STANDARD | INTERVALLO DI CARICHI | |
|
ISO 6507 |
10 gf - ≤100 kgf |
(0,0981 - 9,807 N) |
|
ASTM E384 |
1 gf - ≤1 kgf |
(0,0098 - ≤9,807 N) |
- Durata penetrazione: 10-15 secondi
- Spessore campione ASTM: Almeno 10 volte la profondità di penetrazione
- Spessore campione ISO: Almeno 1,5 volte la lunghezza della diagonale.
Spaziatura delle impronte
Indipendentemente dal micro durometro utilizzato, quando si esegue una prova di durezza Vickers, l'impronta deforma il materiale circostante e ne altera le proprietà. Per evitare interpretazioni errate della durezza percepita, gli standard di durezza Vickers prescrivono una certa distanza tra le impronte.
Acciaio e rame
- Almeno 3 volte le diagonali tra le impronte
Piombo, zinco e alluminio
- Almeno 6 volte le diagonali tra le impronte
Dimensione delle diagonali
Per assicurare una lettura precisa delle impronte, gli standard dei test di durezza Vickers richiedono una diagonale minima di 20 µm. Ciò implica, ad esempio, che le misurazioni CHD (vedi sotto) che utilizzano valori inferiori a HV0,2 dovrebbero essere evitate, poiché producono impronte inferiori a 20 µm.
Metodi e applicazioni dei test Vickers
Di seguito, è riportata una panoramica dei metodi di test di durezza Vickers e delle sue applicazioni più comuni:
| METODO DI TEST | APPLICAZIONE / MATERIALE |
|
HV0.01 |
Piccoli elementi geometrici, Strati sottili, Ceramiche |
|
HV0.1 |
Progressioni durezza, CHD/Eht-Nht-RHt |
|
HV1 |
Progressioni di durezza, CHD/Eht-Nht-RHt Test di durezza |
|
HV5 |
Prove di saldatura, Metalli sinterizzati |
|
HV30 |
Test Jominy, test di durezza della superficie |
Misurazione della profondità di cementazione (CHD)
Durezza della superficie
Il test di durezza viene spesso utilizzato per valutare la profondità di durezza degli acciai temprati in superficie. Ciò avviene eseguendo una serie di impronte, partendo dal bordo del campione tagliato trasversalmente verso il centro. La progressione della durezza è tracciata in un grafico e viene calcolata la distanza dalla superficie al cosiddetto limite di durezza (HL). Per monitorare l'evoluzione della durezza, è importante rispettare le regole sulla spaziatura delle impronte.
Anche la ritenzione dei bordi è importante durante la preparazione meccanica dei campioni, per assicurare una misurazione CHD precisa.
- Profondità di cementazione = Distanza dalla superficie al limite di durezza
Come calcolare il CHD
Esistono diversi modi per determinare il limite di durezza. Di conseguenza, esistono diversi modi per calcolare il valore CHD. La procedura scelta dipende dal processo di tempra utilizzato. Di seguito sono elencati i metodi di calcolo più comuni.
1. Parti cementate o carbonitrurate (EN ISO 2639)
- Limite di durezza = 550 HV
- CHD (Eht) = Distanza tra la superficie e il punto in cui la durezza è 550 HV
2. Parti temprate per induzione o fiamma (EN 10328 e ISO 3754)
- Limite di durezza = 80% x durezza della superficie (min.)
- CHD (Rht) = Distanza dalla superficie al punto in cui la durezza è pari all'80% della durezza della superficie (min.)
3. Parti nitrurate (DIN 50190-3)
- Limite di durezza = Durezza nucleo + 50 HV
- CHD (Nht, NCD) = Distanza (max.) tra la superficie e il punto in cui la durezza è maggiore di 50 HV rispetto alla durezza del nucleo
Esempio di progressione CHD
- Misurazione CHD che mostra un valore CHD di 0,95 mm. con un limite di durezza di 550 HV1
Confronto tra Prove di durezza Knoop e Vickers
Nella maggior parte dei casi, le prove di durezza Vickers vengono utilizzate per determinare la durezza dei materiali nell'intervallo di carico della micro durezza. Tuttavia, i test di durezza Knoop vengono spesso utilizzati per misurare la durezza di strati sottili come i rivestimenti, o per superare il problema delle cricche dei materiali fragili. Per selezionare il test da utilizzare, è necessario considerare le norme applicabili e i criteri abituali di scelta tra i diversi metodi di test.
Test jominy
Il test Jominy (test di temprabilità) è una procedura di prova standardizzata utilizzata per determinare la temprabilità dell'acciaio; può essere eseguita con qualsiasi micro durometro Vickers.
- La procedura è descritta nelle seguenti norme: ASTM A255 / ISO 642 / DIN 50191 / BS 4437
Il test Jominy prevede il riscaldamento di un provino cilindrico d'acciaio a una temperatura di austenitizzazione (~980°-1010°C) e l'immersione (raffreddamento) da un'estremità, con un getto d'acqua controllato e standardizzato. Dopo questa operazione, la durezza viene misurata a intervalli diversi dall'estremità temprata. La variazione della durezza sulla superficie di prova risulta da differenze microstrutturali che compaiono quando il raffreddamento diminuisce con la distanza dall'estremità temprata.
Più il materiale è duro a una certa distanza dall'estremità, maggiore è la temprabilità dell'acciaio.
Sia i test di durezza Vickers che Rockwell sono spesso utilizzati per i test Jominy. Per selezionare il test da utilizzare, è necessario considerare le norme applicabili e i criteri abituali di scelta tra i diversi metodi di test. Per saperne di più sul test di durezza Rockwell.
Prove di durezza delle saldature
Il test di durezza delle saldature è un sottogruppo del metodo Vickers. Lo scopo di questi test di durezza è valutare la resistenza della saldatura, con particolare attenzione alla durezza intorno alla zona termicamente alterata HAZ (Heat-Affected Zone). Questo perché la durezza all'interno e intorno alla HAZ può aiutare a valutare la fragilità della saldatura e a determinare quindi se la saldatura ha la resistenza richiesta. Le prove di durezza delle saldature possono essere eseguite su qualsiasi macchina per micro prove di durezza Vickers.
Durante le prove di durezza delle saldature, vengono eseguite una serie di misurazioni in un determinato schema a una distanza specifica dal bordo del campione o dalla parte superiore della saldatura. L'evoluzione dei valori di durezza può poi essere rappresentata in un grafico.
- Metodi solitamente utilizzati: HV5 e HV10
- Standard applicabili: ISO 9015-1/-2
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Conversione della durezza
Confronto delle durezze
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