La capacità di un materiale metallico di resistere all'incisione della superficie da parte di oggetti duri è chiamata durezza. In base ai diversi metodi di prova e all'ambito di applicazione, la durezza può essere suddivisa in durezza Brinell, durezza Rockwell, durezza Vickers, durezza Shore, microdurezza e durezza alle alte temperature. Esistono tre durezze comunemente usate per i tubi: durezza Brinell, Rockwell e Vickers.
A. Durezza Brinell (HB)
Utilizzare una sfera di acciaio o di carburo di un certo diametro per premere sulla superficie del campione con la forza di prova specificata (F). Dopo il tempo di tenuta specificato, rimuovere la forza di prova e misurare il diametro della rientranza (L) sulla superficie del campione. Il valore di durezza Brinell è il quoziente ottenuto dividendo la forza di prova per l'area superficiale della sfera dentellata. Espressa in HBS (sfera d'acciaio), l'unità è N/mm2 (MPa).
La formula di calcolo è:
Nella formula: F–la forza di prova esercitata sulla superficie del campione di metallo, N;
D–Diametro della sfera d'acciaio per la prova, mm;
d–diametro medio della rientranza, mm.
La misurazione della durezza Brinell è più accurata e affidabile, ma generalmente l'HBS è adatto solo per materiali metallici inferiori a 450 N/mm2 (MPa) e non è adatto per acciaio più duro o piastre più sottili. Tra gli standard per i tubi in acciaio, la durezza Brinell è quella più utilizzata. Il diametro della rientranza d viene spesso utilizzato per esprimere la durezza del materiale, il che è allo stesso tempo intuitivo e conveniente.
Esempio: 120HBS10/1000130: significa che il valore di durezza Brinell misurato utilizzando una sfera d'acciaio di 10 mm di diametro sotto la forza di prova di 1000 Kgf (9,807 KN) per 30 s (secondi) è 120 N/mm2 (MPa).
B. Durezza Rockwell (HR)
Il test di durezza Rockwell, come il test di durezza Brinell, è un metodo di prova di indentazione. La differenza è che misura la profondità della rientranza. Cioè, sotto l'azione sequenziale della forza di prova iniziale (Fo) e della forza di prova totale (F), il penetratore (cono o sfera d'acciaio dell'acciaieria) viene premuto sulla superficie del campione. Dopo il tempo di tenuta specificato, la forza principale viene rimossa. Forza di prova, utilizzare l'incremento misurato della profondità di rientranza residua (e) per calcolare il valore di durezza. Il suo valore è un numero anonimo, rappresentato dal simbolo HR, e le scale utilizzate comprendono 9 scale, tra cui A, B, C, D, E, F, G, H e K. Tra queste, le scale comunemente usate per l'acciaio i test di durezza sono generalmente A, B e C, vale a dire HRA, HRB e HRC.
Il valore di durezza viene calcolato utilizzando la seguente formula:
Durante i test con le scale A e C, HR=100-e
Durante il test con la scala B, HR=130-e
Nella formula e – l'incremento della profondità di indentazione residua è espresso nell'unità specificata di 0,002 mm, ovvero quando lo spostamento assiale del penetratore è di un'unità (0,002 mm), equivale a una variazione della durezza Rockwell di uno numero. Maggiore è il valore e, minore è la durezza del metallo e viceversa.
Il campo di applicazione delle tre scale di cui sopra è il seguente:
HRA (penetratore a cono diamantato) 20-88
HRC (penetratore a cono diamantato) 20-70
HRB (penetratore a sfera in acciaio diametro 1.588 mm) 20-100
La prova di durezza Rockwell è attualmente un metodo ampiamente utilizzato, tra i quali l'HRC è utilizzato negli standard dei tubi di acciaio, secondo solo alla durezza Brinell HB. La durezza Rockwell può essere utilizzata per misurare materiali metallici da estremamente teneri a estremamente duri. Compensa le carenze del metodo Brinell. È più semplice del metodo Brinell e il valore della durezza può essere letto direttamente dal quadrante del durometro. Tuttavia, a causa della piccola rientranza, il valore della durezza non è accurato quanto il metodo Brinell.
C. Durezza Vickers (HV)
Anche il test di durezza Vickers è un metodo di prova di indentazione. Preme un penetratore di diamante piramidale quadrato con un angolo compreso di 1360 tra le superfici opposte nella superficie di prova con una forza di prova selezionata (F) e lo rimuove dopo il tempo di tenuta specificato. Forza, misurare la lunghezza delle due diagonali della rientranza.
Il valore di durezza Vickers è il quoziente della forza di prova divisa per la superficie dell'impronta. La sua formula di calcolo è:
Nella formula: simbolo di durezza HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
Forza di prova F, N;
d–la media aritmetica delle due diagonali della rientranza, mm.
La forza di prova F utilizzata nella durezza Vickers è 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) e altri sei livelli. È possibile misurare il valore della durezza. L'intervallo è 5~1000 HV.
Esempio di metodo di espressione: 640HV30/20 significa che il valore di durezza Vickers misurato con una forza di prova di 30Hgf (294,2N) per 20S (secondi) è 640N/mm2 (MPa).
Il metodo della durezza Vickers può essere utilizzato per determinare la durezza di materiali metallici e strati superficiali molto sottili. Presenta i principali vantaggi dei metodi Brinell e Rockwell e supera i loro difetti di base, ma non è semplice come il metodo Rockwell. Il metodo Vickers è usato raramente negli standard dei tubi di acciaio.
Orario di pubblicazione: 03-apr-2024