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Durezza Vickers definizione e formule

 

 

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Durezza Vickers definizione e formule

 

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DEFINIZIONE DI DUREZZA

 

La durezza è definita come la resistenza alla penetrazione superficiale; per penetrazione statica essa si divide in macrodurezza quando coinvolge un “grande” volume di materiale (carichi 10 N¸50 kN); e in microdurezza quando coinvolge un “piccolo” volume di materiale (carichi 0,05 N¸10 N), ad esempio su vernici, su depositi, per studi sulle strutture, etc.
Per qualsiasi prova di durezza bisogna tener conto del tipo di apparecchiatura, del materiale, della procedura corretta, delle norme vigenti e dell’analisi dei risultati.

 

 

IN COSA CONSISTE LA PROVA DI DUREZZA VICKERS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La prova, valida per i materiali ferrosi, consiste nel premere un penetratore di diamante a forma di piramide retta a base quadrata con un angolo, tra le facce opposte al vertice, di 136° contro la superficie del pezzo in prova. Dopo la rimozione della forza F si va a misurare la diagonale media d dell’impronta lasciata sulla superficie.
La prova di durezza Vickers fa riferimento alla normativa UNI 1955.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SIMBOLOGIA, UNITA’ DI MISURA, FORMULE, VALIDITA’
E LIMITI DELLA PROVA

Il simbolo della prova è HV, e non presenta alcun limite perché il penetratore è di diamante, che è il materiale più duro conosciuto. Si può notare che per valori fino a 300 punti HVºHBSºHBW.
Formula generale:
F: carico di prova;
S: area della superficie laterale dell’impronta lasciato a carico tolto;

  
Schema costruttivo durometro.

 

        


Sostituendo:   

 

 

 

 

Le caratteristiche di esecuzione della prova sono le seguenti:

• Forma del penetratore: piramide retta a base quadrata con angolo tra le facce opposte di 136°;
• Carichi:  >10 N   (in funzione del materiale);
• Tempo per caricare: 2¸8 [s];
• Tempo di carico: 10¸15 [s] (dipende dal materiale);
• Temperatura di prova: (23±5) °C;
• Numero di impronte:  almeno due (consigliamo tre);
• Tipo di impronta lasciata: quadrata (o meglio romboidale non regolare);
• Si rilevano: due diagonali d1 e d2;
• Distanza dal centro dell’impronta al bordo del pezzo:  ();
• Distanza tra i centri delle varie impronte: ();
• Spessore del pezzo: ();

                                                  

 

 

 

 

 

                                              

Formula:

 

             F[kgf];           d[mm];

 

                   avendo la forza in newton:

             F[N];              d[mm];

 

 

 

         SVOLGIMENTO DELLA PROVA

 

• Dopo aver preparato correttamente il pezzo da prendere in esame

(ottone P – Cu Zn 40 Pb 2), lo si è        posizionato sul ripiano mobile del          durometro universale verificando         la giusta distanza dal bordo sotto il          penetratore.

• Il penetratore utilizzato è stato uno apposito per la prova Vickers. Il carico era di 30 kgf = 294,3 N
• Si avvicina il pezzo al penetratore finché sullo schermo translucido non si sovrappongono le due linee: quella dell’indice e quella dell’ALT. Per una precisa sovrapposizione si può agire su un regolatore, ma solo per piccoli spostamenti.
• Si applica il carico, agendo sulla manovella presente alla destra del durometro, cercando di evitare movimenti bruschi su quest’ultima. L’indicatore sullo schermo effettuerà un rapido cambiamento di valore e da quando si stabilisce dovranno trascorrere all’incirca 20 secondi.
• Dopo aver tolto il carico si allontana il pezzo dal penetratore e si passa alla fase di lettura delle diagonali.
• Con l’utilizzo di uno microscopio episcopico, si rilevano dalla provetta le due diagonali ortogonali dell’impronta lasciata. I dati raccolti vengono successivamente elaborati da un foglio elettronico (tipo Excel).

 

 

 

 

 

 

 

Penetratore Vickers, si può notare la forma piramidale e l’inclinazione tra le facce.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Come consigliato in precedenza abbiamo rilevato tre impronte per ogni prova in modo circolare a circa 2/3 del raggio dal centro del pezzo, poiché vogliamo verificare se la durezza è costante.

A fianco viene riportata l’immagine che si presenta al microscopio episcopio. Dopo aver messo a fuoco l’immagine, si posizionano, attraverso delle manopole con precisione millesimale, le linee di fede (le linee verticali) in modo che siano ortogonali a una diagonale dell’impronta. Su uno “schermo” si può leggere la distanza tra le linee che corrisponde alla lunghezza della diagonale; successivamente si ruota l’immagine con l’apposito dispositivo e si ripete l’operazione per leggere la lunghezza della seconda diagonale.

 

 

 

 

 

 

 

 

CALCOLI E TABELLE

 

 

 

Il “d” è la diagonale media delle due trovate.

 

 

 

Scrittura: i risultati vanno presentati nel seguente modo:

 

n HVb/c

Dove:

 

n: punti di durezza;

b: carico di prova;

c: tempo di carico, che se è quello convenzionale (10¸15 s) si può omettere;

 

1^ prova     87,1HV30/20       

2^ prova     84,1HV30/20       

3^ prova     86,4HV30/20       

Valore medio    85,9HV30/20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONCLUSIONI GENERALI

A differenza della prova Brinell precedentemente effettuata sullo stesso materiale, si è eseguita una sola prova, perché la Vickers ha meno vincoli e non ha limiti, insomma è un miglioramento della prova Brinell. I valori della durezza HV rilevati dovrebbero essere all’incirca equivalenti a quelli della prova Brinell:

HBS»HV      (con una differenza di max 8%)

Nella Brinell:                 
differisce del 10,3% dal valore ideale di 0,375

La differenza tra i valori della durezza della prova Brinell e della Vickers è:

La differenza è abbastanza elevata, ciò è dovuto a un’imprecisione nella lettura dell’impronta, e al fatto della superficie non era ben levigata. Inoltre tra le due prove la provetta è  stata “lavorata”, cioè è stato asportato del truciolo sulla superficie di prova e potrebbe aver provocato un leggero incrudimento.

 

FONTI UTILIZZATE

• Laboratorio tecnologico  -  Alfredo Secciani
• Manuale del durometro Galileo A-200
• Manuale degli ottoni  -  Vincenzo Loconsolo & Luca Nobili
• Normative vigenti
• Sito internet:  www.xoomer.virgilio.it/treclassi

 

Fonte: http://xoomer.virgilio.it/treclassi/relvic_1a.zip
Autori:
Daverio Davide                                                      
Parziale Massimo                                                                                                                                     
Romagnoli Ennio                                                                                                                  

 

 

 

 

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