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PROVE PROVE DIDI DUREZZADUREZZA

INDICEINDICE• CLASSIFICAZIONE DUREZZA

• TIPOLOGIE DUREZZE

• DUREZZA BRINELL

• DUREZZA VICKERS

• DUREZZA ROCKWELL

• MICRODUREZZA VICKERS

• MICRODUREZZA KNOOP

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PROVE PROVE DIDI DUREZZADUREZZA

PROVA CONVENZIONALE CHE FORNISCE

INDICI DI CONFRONTO SULLA QUALITÀ DEL

MATERIALE, DEI PROCESSI TECNOLOGICI, DEI

TRATTAMENTI TERMICI E DI ALCUNE

FONDAMENTALI PROPRIETÀ MECCANICHE

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DEFINIZIONE DEFINIZIONE DIDI DUREZZADUREZZA

METALLURGISTICAMENTE SI DEFINISCE

DUREZZA LA RESISTENZA CHE UN MATERIALE

OPPONE ALLA PENETRAZIONE DI UN CORPO

DURO DI FORMA E DIMENSIONI PRESTABILITE

(PENETRATORE)

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DEFINIZIONE DEFINIZIONE DIDI DUREZZADUREZZA

MECCANICAMENTE, PER IL PROGETTISTA,

RAPPRESENTA ANCHE SE INDIRETTAMENTE LA

RESISTENZA A TRAZIONE.

TRIBOLOGICAMENTE RAPPRESENTA LA RESISTENZA

AD USURA.

TECNOLOGICAMENTE RAPPRESENTA LA RESISTENZA

AL TAGLIO E QUINDI LA LAVORABILITA’ ALLE MU.

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VANTAGGI PROVE VANTAGGI PROVE DIDI DUREZZADUREZZA

• NON RICHIEDERE PROVETTE

• NON DISTRUGGE IL PEZZO SU CUI VIENE

ESEGUITA LA PROVA

• PUO’ ESSERE ESEGUITA RAPIDAMENTE

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TIPOLOGIE PROVE TIPOLOGIE PROVE DIDI DUREZZADUREZZA

DUREZZA BRINELL (UNI EN ISO 6506)DUREZZA BRINELL (UNI EN ISO 6506)

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SF

HB ====

2)dD-D(D

S22 −−−−ππππ====

)d-D-D(D

0,102F2=HB

22ππππ

××××××××

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DUREZZA BRINELLDUREZZA BRINELL

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P

t

d

d1

d22dd

d 21 +=

VALIDITA’ DELLA PROVAVALIDITA’ DELLA PROVA

LA PROVA DÀ VALORI ATTENDIBILI SE:

IL CONFRONTO SI HA QUANDO

d/D = 0,24 ÷ 0,6

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0,375Dd ====

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VALIDITA’ DELLA PROVAVALIDITA’ DELLA PROVA

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CONDIZIONI CONDIZIONI DIDI PROVAPROVA

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CONDIZIONI CONDIZIONI DIDI PROVAPROVA

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CONDIZIONI CONDIZIONI DIDI PROVAPROVA

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DIAMETRO PENETRATOREDIAMETRO PENETRATORE

IL DIAMETRO DEL PENETRATORE DEVE ESSERE

SCELTO TRA I SEGUENTI VALORI:

(10 – 5 – 2,5 – 1) mm

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CONDIZIONI CONDIZIONI DIDI PROVAPROVANORMALI

• DIAMETRO PENETRATORE D = 10 mm

• CARICO APPLICATO F = 29400 N

• TEMPO DI APPLICAZIONE t = 15 s

IN CONDIZIONI DIFFERENTI SI DEVE FARE

RIFERIMENTO ALLA SEGUENTE RELAZIONE:

0,102 F = n D²

(PREFERIRE SEMPRE IL DIAMETRO PIÙ

GRANDE POSSIBILE)ING. FABBRETTI FLORIANO 16

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COEFFICIENTE nCOEFFICIENTE n

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SIMBOLOGIASIMBOLOGIA

HB 5 / 750 / 15 350

VALORE DUREZZA

TEMPO APPLICAZIONE (s)

VALORE CARICO APPLICATO (kg)

DIAMETRO PENETRATORE (mm)

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LIMITI DUREZZA BRINELLLIMITI DUREZZA BRINELL

• CAMPO DI APPLICAZIONE LIMITATO A CAUSA

DELLA DUREZZA DEL PENETRATORE

• POSSIBILITÀ DI ERRORI NELLA MISURA

DELL’IMPRONTA

• MISURA INDIRETTA

• VARIABILITÀ DEI RISULTATI

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IMPORTANZA DUREZZA BRINELLIMPORTANZA DUREZZA BRINELL

PUR AVENDO LIMITAZIONI NEL CAMPO DI

UTILIZZO E’ MOLTO IMPORTANTE GRAZIE ALLA

RELAZIONE EMPIRICA:

Rm ≅≅≅≅ 3,35 HB

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DUREZZA VICKERS (UNI EN ISO 6507)DUREZZA VICKERS (UNI EN ISO 6507)

• EVOLUZIONE DELLA PROVA BRINELL

• UTILIZZA UN PENETRATORE IN DIAMANTE

• FORMA PENETRATORE: PIRAMIDE RETTA A BASE

QUADRATA

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PENETRATORE VICKERSPENETRATORE VICKERSd

a

O

O'

DB

A

68°

l

A

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CONDIZIONI CONDIZIONI DIDI PROVAPROVA

NORMALI - MACRODUREZZA

• CARICO APPLICATO F = 294 N (30 kg)

• TEMPO DI APPLICAZIONE t = 15 s

MICRODUREZZA

• CARICO APPLICATO F < 9,8 N (1 kg)

• TEMPO DI APPLICAZIONE t = 15 s

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DUREZZA VICKERSDUREZZA VICKERS

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S

FHV =

22 d

F0,1891

1,854d

F0,102HV =×=

136°

P

t

2

ddd 21 +=

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SIMBOLOGIASIMBOLOGIA

HV 20 / 30 640

VALORE DUREZZA

TEMPO APPLICAZIONE(s)

VALORE CARICO APPLICATO (kg)

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LIMITI DUREZZA VICKERSLIMITI DUREZZA VICKERS

LA PROVA VICKERS NON HA LIMITI!

ESISTONO MATERIALI CON DUREZZE VICKERS

DI OLTRE 5000 PUNTI!

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CONFRONTO BRINELL CONFRONTO BRINELL –– VICKERSVICKERS

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ERRORI DUREZZA VICKERSERRORI DUREZZA VICKERS

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DUREZZA ROCKWELL DUREZZA ROCKWELL (UNI EN ISO 6508)(UNI EN ISO 6508)

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PENETRATORI ROCKWELLPENETRATORI ROCKWELL

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DUREZZA ROCKWELL SCALA “B”DUREZZA ROCKWELL SCALA “B”

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Fo F0+F1 F0

e y

e = accrescimentorimanente

y = deformazioneelastica

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DUREZZA ROCKWELL SCALA “C”DUREZZA ROCKWELL SCALA “C”

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MODALITA’ MODALITA’ DIDI PROVAPROVA

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SCALE ROCKWELLSCALE ROCKWELL

• SCALA B HRB = 130 – e

PENETRATORE: SFERA IN METALLO DURO

CARICO: 100 kg

IMPIEGO: MATERIALI CON HB < 200

• SCALA C HRC = 100 – e

PENETRATORE: CONO IN DIAMANTE

CARICO: 150 kg

IMPIEGO: MATERIALI CON HB > 200

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SCALE ROCKWELLSCALE ROCKWELL

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SCALE ROCKWELL SUPERFICIALISCALE ROCKWELL SUPERFICIALI

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SIMBOLOGIASIMBOLOGIA

IL VALORE DI DUREZZA ROCKWELL SI OTTIENE

COME LETTURA DIRETTA DAL DUROMETRO:

45 HRC

60 HRB

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CONFRONTO TRA DUREZZECONFRONTO TRA DUREZZE

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PROBLEMAPROBLEMA

E SE LO SPESSORE DA MISURARE E’ “DURO” E

SOTTILE (DEPOSITI CVD-PVD, STRATI NITRURATI,

SALDATURE, …)?

LE PROVE VISTE NON VANNO PIU’ BENE!!!

- LA BRINELL NON HA IL PENETRATORE ADATTO

- LA VICKERS E LA ROCKWELL UTILIZZANO

CARICHI TROPPO ELEVATI (“SFONDANO”)

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PROBLEMAPROBLEMA

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• FILM SOFT – SUBSTRATO DURO

• SUBSTRATO SOFT – FILM SOFT

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PROBLEMAPROBLEMA

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PER EVITARE INFLUENZE DEL SUBSTRATO,

L’AFFONDAMENTO MASSIMO DEVE ESSERE

INFERIORE AL 10% DELLO SPESSORE TOTALE

MICRODUREZZAMICRODUREZZA

LE PROVE DI MICRODUREZZA SI EFFETTUANO

CON CARICHI PICCOLISSIMI SU CAMPIONI

LUCIDATI ED ATTACCATI PER L'ESAME

METALLOGRAFICO → SI PUÒ VALUTARE LA

DUREZZA DI UN SINGOLO COSTITUENTE

CRISTALLINO, OPPURE VARIAZIONI DI DUREZZA

ENTRO REGIONI MOLTO PICCOLE

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MICRODUREZZA VICKERSMICRODUREZZA VICKERS

IL CARICO DI PROVA PREVISTO PER LA

MICRODUREZZA E’ COMPRESO TRA 1 E 1000 gf

→ A PARTE L’ENTITA’ DEL CARICO, LA

MICRODUREZZA VICKERS E’ REGOLAMENTATA

DALLE STESSE MODALITA’ DELLA

MACRODUREZZA (PENTETRATORE, TEMPI,

LETTURA,… )

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MICRODUREZZA VICKERSMICRODUREZZA VICKERS

DOMANDA:

I VALORI RICAVATI DALLA MICRODUREZZA

VICKERS SONO CONFRONTABILI CON QUELLI

RICAVATI CON LA MACRODUREZZA?

RISPOSTA:

NO!!!

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MICRODUREZZA VICKERSMICRODUREZZA VICKERS

DATO CHE LA MICRODUREZZA VIENE

ESEGUITA ALLO STESSO MODO DELLA MACRO

IL SUO VALORE DOVREBBE ESSERE

DETERMINATO CON LA STESSA RELAZIONE:

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MICRODUREZZA VICKERSMICRODUREZZA VICKERSIMPORTANTE!!!

IL CARICO APPLICATO E’ MOLTO PICCOLO → LA

DEFORMAZIONE IMPOSTA AL PEZZO E’

ANCH’ESSA MOLTO PICCOLA → IL CONTRIBUTO

ELASTICO IN QUESTO CASO NON E’ PIU’

TRASCURABILE → NUOVA RELAZIONE:

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MICRODUREZZA VICKERSMICRODUREZZA VICKERS

LA DEFORMAZIONE ELASTICA de NON E’

MISURABILE → MICRODUREZZA NON

CONFRONTABILE CON MACRODUREZZA→ IL

VALORE DELLA MICRODUREZZA CRESCE CON IL

DIMINUIRE DEL CARICO DI PROVA SECONDO UNA

LEGGE SPERIMENTALE, DETERMINABILE CASO

PER CASO

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MICRODUREZZA VICKERSMICRODUREZZA VICKERS

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MICRODUREZZA KNOOPMICRODUREZZA KNOOPPER QUESTA PROVA VIENE IMPIEGATO UN

PENETRATORE DI DIAMANTE A FORMA DI

PIRAMIDE RETTA CON ANGOLI AL VERTICE

FRA GLI SPIGOLI OPPOSTI DI 172°30' E DI 130°

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MICRODUREZZA KNOOPMICRODUREZZA KNOOP

LA BASE DELLA PIRAMIDE HA LA FORMA DI

UN ROMBO LE CUI DIAGONALI STANNO NEL

RAPPORTO:

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MICRODUREZZA KNOOPMICRODUREZZA KNOOP

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MICRODUREZZA KNOOPMICRODUREZZA KNOOP

IL PENETRATORE DELLA PROVA KNOOP

PRESENTA IL VANTAGGIO DI DARE IMPRONTE

PIÙ LUNGHE E MENO PROFONDE→ LA

LETTURA VIENE FATTA SULLA DIAGONALE

MAGGIORE PER OTTENERE UN MINORE

ERRORE RELATIVO

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VANTAGGI PROVA KNOOPVANTAGGI PROVA KNOOP

• MAGGIORE FACILITÀ DI LETTURA→ IMPRONTA

PIÙ LUNGA (3 VOLTE) E MINORE PROFONDITÀ

(2/3 PIÙ PICCOLA) A PARITÀ DI CARICO DI PRO-

VA E DI DUREZZA DEL PEZZO

• MAGGIORE RAPIDITÀ → SI MISURA UNA SOLA

DIAGONALE → MAGGIOR PRECISIONE NELLE

MISURAZIONI

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UTILIZZO PROVA KNOOPUTILIZZO PROVA KNOOP

• COSTITUENTI STRUTTURALI DELLE LEGHE

METALLICHE

• STRATI SUPERFICIALI CEMENTATI, NITRURATI

O ARTIFICIALMENTE OSSIDATI

• CERAMICHE, VETRI, CARBURI METALLICI,

VERNICI, CRISTALLI

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SCELTA DELLA DUREZZASCELTA DELLA DUREZZA

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SCELTA DELLA DUREZZASCELTA DELLA DUREZZA

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SCELTA DELLA DUREZZASCELTA DELLA DUREZZA

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA• “SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI UNA

INTRODUZIONE”; W.D.CALLISTER Jr – ED EDISES

• “METALLURGIA” VOL.3; G.M. PAOLUCCI – ED

LIBRERIA PROGETTO, PADOVA

• “I CRITERI DI SCELTA E DI TRATTAMENTO DEGLI

ACCIAI DA COSTRUZIONE E DA UTENSILI”; VOL.1

CIBALDI CESARE – AQM

• NORME UNIING. FABBRETTI FLORIANO 58