DUREZZA VICKERS - NORMA DUREZZA VICKERS

NORMA  DUREZZA VICKERS

La norma che illustra le modalità di esecuzione della prova di durezza Vickers è la

UNI EN ISO 6507

INTRODUZIONE

SCOPO DELLA PROVA DI DUREZZA

Le prove di durezza sono eseguite per ottenere un indice convenzionale dal quale trarre informazioni sulle qualità e sulle proprietà del materiale.

La prova di durezza è una delle più importanti e delle più utilizzate che si eseguono in laboratorio, la definizione di durezza non è unica, infatti, si tratta di una proprietà convenzionale dei materiali che dipende dal metodo utilizzato per rilevarla.

I valori della durezza vengono determinati secondo vari metodi, fra i quali sono più comunemente impiegati quelli Brinell, Vickers e Rockwell. Ogni metodo usa un diverso penetratore e un valore diverso del carico. Se, su uno stesso materiale, eseguiamo p 646f57g rova di durezza con metodi differenti otteniamo indici differenti.

Perciò, nel fornire gli indici di durezza dei materiali, si deve sempre indicare il tipo di prova effettuata.

Dopo il numero che dà l'indice di durezza si deve indicare il tipo di prova: HB (Brinell), HR (Rockwell), HV (Vickers).

In metallurgia per durezza s'intende la resistenza che un materiale oppone alla penetrazione di un materiale più duro secondo una compressione localizzata.

Considerando la sola durezza metallurgica, le prove si dividono in:

Prove di durezza per penetrazione statica;

Prove di durezza per penetrazione dinamica.

Le prove del punto "a" costituiscono il gruppo maggiore ai fini industriali e si dividono in:

Prove di macrodurezza;

Prove di microdurezza.

Le prove di durezza sono molto in uso perché hanno diversi vantaggi:

non richiedono provette, potendosi eseguire direttamente sul pezzo in esame;

non distruggono ne alterano l'organo sottoposto alla prova;

forniscono indici di confronto per un giudizio sulle qualità dei materiali;

consentono di stabilire il grado di lavorabilità alle macchine utensili di un pezzo;

consentono di valutare con buona approssimazione, la resistenza a trazione degli acciai.

Al crescere della temperatura la durezza diminuisce.

PROVA DI DUREZZA VICKERS

Questo metodo deve ritenersi il perfezionamento del metodo Brinell. Infatti:

1. ha un campo di applicazione illimitato sia per la durezza che per le dimensioni del pezzo;
2. il numero di durezza Vickers è indipendente dal carico di prova applicato sul penetratore ed è in ogni caso equivalente al numero Brinell ottenuto nelle condizioni ideali (d/D=0,375).

Possono ritenersi fattori negativi rispetto al metodo Brinell:

1. la necessità di un'accurata preparazione della superficie, talvolta onerosa per il ritmo produttivo;
2. il limitato volume di materiale interessato alla prova e di conseguenza la probabilità di valori localmente variabili.

Si può pertanto attribuire al metodo Vickers lo specifico e preferenziale impiego per la misurazione delle durezze oltre l'applicabilità del metodo Brinell; per i pezzi finiti di lavorazione, per i pezzi di piccole dimensioni, per i pezzi cementati o comunque con spessori riportati e per le misurazioni di laboratorio.

Un penetratore di diamante avente la forma di una piramide retta a base quadrata con un angolo al vertice tra le facce opposte specificato (136°) viene fatto penetrare entro la superficie di una provetta; viene quindi misurata la lunghezza della diagonale dell'impronta lasciata sulla superficie dopo rimozione del carico di prova F. La durezza Vickers è proporzionale al quoziente ottenuto dividendo il carico di prova per l'area dell'impronta a facce inclinate, la quale si suppone corrisponda ad una piramide retta a base quadrata che presenti lo stesso angolo al vertice del penetratore.

SIMBOLOGIA

Esempio 640 HV

640=Durezza del materiale   30 = Carico applicato

   HV = Durezza Vickers

PENETRATORE

Il penetratore del metodo Vickers è costituito da una piramide retta a base quadrata, di diamante, con angolo al vertice fra le facce opposte di 136° La forma del penetratore è giustificata dall'impronta quadrata, la cui diagonale è misurabile con maggiore precisione e facilità.

L'angolo al vertice di 136° corrisponde al valore dell'angolo di penetrazione della prova Brinell ideale.

Infatti:

Le quattro facce del penetratore devono essere ugualmente inclinate rispetto all'asse del penetratore, con tolleranza di ±1°. Le due facce della piramide devono essere ben levigate ed esenti da cricche o da qualsiasi altro difetto superficiale.

DIMOSTRAZIONE PROVA VICKERS

   

CARICHI DI PROVA

Il carico di prova normale per l'acciaio è di 30 Kgf; solo particolari esigenze possono indurre all'adozione di carichi differenti.

    Carichi minori: per limitazione imposta dallo spessore del saggio (o dello strato superficiale da provare),dalla curvatura della superficie, dalla necessità di non deteriorare la superficie, da particolari condizioni di appoggio.

    Carichi maggiori: per interessare un volume notevole di materiale nei casi di eterogeneità cristallina (esempio:ghise).

SPESSORE MINIMO DEL PEZZO

Le norme UNI ISO stabiliscono che lo spessore del pezzo da provare non deve essere minore di 1,5 volte la diagonale dell'impronta

s≥1,5d

in ogni caso dopo la prova nessuna deformazione deve essere visibile sulla faccia opposta a quella sulla quale è stato applicato il penetratore.

La regola è estensibile anche agli spessori di riporto (esempi:cromature, cementazione). Nel caso in cui lo spessore di riporto non fosse noto e non potesse essere misurato, si procederà con una successione di prove a carico decrescente: si può ritenere che il carico giusto sia quello che corrisponde all'inizio della durezza costante.

POSIZIONE DELLE IMPRONTE

Le norme UNI ISO stabiliscono che la distanza del centro di un'impronta qualsiasi dai bordi del pezzo non deve essere minore di 2,5 volte la lunghezza della diagonale media. La distanza tra i centri di due impronte non deve essere minore di 3 volte la diagonale media.

APPLICAZIONE DEL CARICO DI PROVA

La direzione del carico di prova e l'asse del penetratore devono coincidere ed essere perpendicolari alla superficie del pezzo da provare. Il carico di prova deve essere applicato gradualmente senza urti e raggiungere il suo valore massimo senza interruzioni nel tempo previsto di 2-8 secondi; anche la durata di permanenza del carico massimo è precisata in 10-15 secondi nel caso dell'acciaio. Per materiali diversi il tempo è indicato nella specificazione relativa ai singoli materiali.

SUPERFICIE DEL PEZZO

La superficie sulla quale si esegue la prova deve essere liscia ed accuratamente levigata tanto più quanto minore è l'impronta di cui si deve misurare con precisione le diagonali: la rugosità può mascherare l'impronta o comunque rendere difficoltosa ed imprecisa la misurazione.

La preparazione della superficie deve essere effettuate in modo da evitare qualsiasi alterazione del materiale, in particolar modo per incrudimento o per riscaldamento.

(Esempio di superficie della provetta dopo la permanenza del carico F)

ALTRE CONDIZIONI DI PROVA

Per il calcolo della durezza Vickers si deve assumere per d il valore uguale alla media aritmetica delle misure delle due diagonali dell'impronta. Se esistesse una differenza notevole fra la lunghezza delle due diagonali dell'impronta o un'irregolarità del contorno dell'impronta stessa le cause sono attribuibili al penetratore o al materiale in esame.

Se la verifica fatta al penetratore conferma che non è più in buono stato si deve evidentemente procedere alla sua sostituzione e ad annullare le corrispondenti prove.

Nel caso il difetto sia attribuibile al materiale in esame molto spesso nelle specificazioni relative ai singoli materiali sono indicati i limiti concessi per la differenza di lunghezza tra le due diagonali dell'impronta.

Lo strumento di misura impiegato deve consentire di eseguire la lettura della lunghezza della diagonale con precisione di ±0,001mm per le diagonali minori di 0,2mm e con precisione di ±0,002mm per le diagonali di almeno 0,2mm.

DESCRIZIONE MACCHINA

LAMPADA

PIATTELLO

SISTEMA DI SOLLEVAMENTO E APPLICAZIONE DEL CARICO

CARICHI

BASAMENTO

MICROSCOPIO

SISTEMA DI SOLLEVAMENTO E APPLICAZIONE DEL CARICO

LEVA

CAMMA SAGOMATA

	PISTONE

DESCRIZIONE PROVA

Dopo aver preparato la provetta secondo indicazione della norma, la si pone sul piattello e la si accosta al penetratore. Dopo di che si può procedere con la prova: si aziona la leva del sistema di sollevamento e applicazione del carico fino a farle compiere una corsa completa. Non appena la si rilascia, la camma inizia a ruotare. Il braccio si abbassa e poi si alza seguendo il profilo della camma. Durante questo lasso di tempo il penetratore applica il suo carico sulla provetta lasciandovi l' impronta, dalla quale vengono poi prese le misure delle diagonali per calcolare il valore della diagonale media, che ci serve per calcolare il valore della durezza Vickers della nostra provetta. La formula finale è: 

DATI PROVA VICKERS

-Calcolo delle diagonali:

 Diagonale 1

posizione 1: dmm

posizione 2: dmm

Diagonale media 1: mm

 Diagonale 2

Posizione 1: dmm

Posizione 2: dmm

Diagonale media 2: mm

-Calcolo della diagonale media:

    D1+D2  = ... mm

-Calcolo Durezza Vickers:

  HV= 0,1891 x 30 x 9,81 = ....

CONCLUSIONI

La prova è stata svolta correttamente seguendo le normative e il valore che è risultato è accettabile, quindi possiamo dire che la prova è valida.