Introduzione alla prova di durezza LEEB

prova-di-durezzaTra tutte le prove di caratterizzazione meccanica, la durezza è indubbiamente la più utilizzata, non fosse altro che per il fatto di essere una prova che possiamo definire “complessiva”, in grado di monitorare in un colpo lo stato di un materiale. Storicamente le prove di durezza sono sempre state eseguite con il principio della “indentazione”.  Esiste tuttavia una procedura alternativa conosciuta come “metodo a rimbalzo”, che permette l’esecuzione delle prove di durezza in tempo reale e in modo assolutamente portatile.

Storicamente la “durezza” di un materiale nel senso che diamo ancora oggi è stata formulata sul finire del 1800 da Hertz, che arriva a una definizione secondo la quale «la durezza alla penetrazione di un materiale è la pressione normale, al centro di un’area di contatto, capace di sollecitare il materiale al suo limite di elasticità [realizzando una] deformazione permanente per i corpi plastici e incipiente fessurazione per quelli fragili».

In questa definizione si riconosce già il principio della prova per indentazione, essendo la durezza definita operativamente come la capacità di un materiale di opporsi alla penetrazione di un corpo (detto appunto penetratore) premuto contro la superficie da una adeguata forza. Chi traduce il principio in tecnica operativa è, agli inizi del 1900, l’ingegnere svedese August Brinell, padre della omonima prova di durezza. Nella prova Brinell, tutt’oggi di uso corrente e “madre” di tutte le altre prove basate sul principio dell’indentazione, il penetratore è una sfera di acciaio temprato (successivamente anche in carburo di tungsteno) che viene premuta con vari livelli di forza. Le altre prove di durezza di uso corrente, la Vickers e la Rockwell, non sono altro che variazioni operative della originaria prova Brinell, cambiando in un caso il penetratore e nell’altro il modo di misurazione dell’impronta. Nella prova Vickers il penetratore non è più una sfera ma un corpo piramidale con angolo al vertice di 136° realizzato in diamante, modifica che permette l’applicazione della prova anche a materiali troppo duri per l’originaria prova Brinell. Nella prova Rockwell non cambia invece il penetratore ma la misurazione dell’impronta, di cui si considera non la superficie ma la sua profondità rispetto alla superficie iniziale, un criterio questo di più facile applicazione ma soprattutto automatizzabile.

In termini generali possiamo quindi dire che la prova Brinell (e le sue evoluzioni Vickers e Rockwell) quantifica la durezza di un materiale attraverso la sua deformazione plastica, nell’ipotesi che tutta l’energia applicata mediante il carico si trasformi appunto in deformazione plastica del materiale trattato. La progressiva evoluzione del penetratore in termini di forma e materiale risponde proprio all’esigenza di concentrare al massimo la sollecitazione imposta (onde minimizzare la deformazione elastica del materiale) ed evitare deformazioni elastiche o plastiche del penetratore, con il conseguente assorbimento di energia che verrebbe sottratta alla deformazione plastica del materiale in misurazione.

Continua a leggere l’articolo all’interno dello sfogliabile, da pagina 64: http://pixelbook.tecnichenuove.com/newsstand/utensilieattrezzature/viewer/be7c67fdaf5181ba0fdfe1f97dc65f93/.

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