Prove di Durezza dei Materiali
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Questions and Answers

Quali sono i principali metodi di prova di macrodurezza?

  • Brinell, Knoop, Sclerometro
  • Brinell, Vickers, Rockwell (correct)
  • Durometro, Sclerometro, Rockwell
  • Vickers, Mohs, Shore

    • Cosa determina la rugosità Ra nella misura della durezza?

  • Il grado di planarità e finitura superficiale (correct)
  • La dimensione del penetratore utilizzato
  • La distribuzione delle impurità superficiali
  • Il tipo di materiale del campione

    • Quale di queste affermazioni sui metodi di prova di durezza è vera?

  • La finitura superficiale influisce sulla lettura dell'impronta (correct)
  • Il carico non ha effetto sulla durezza misurata
  • Tutti i metodi utilizzano lo stesso tipo di penetratore
  • Le dimensioni dell'impronta non sono rilevanti nella macrodurezza

    • Qual è il carico applicato durante una prova di microdurezza?

    <p>25 grammi</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera per la prova di nanoindentazione?

    <p>Non deve superare i 5 mm di profondità</p> Signup and view all the answers

    Cosa diversifica i metodi di prova come Brinell, Vickers e Rockwell?

    <p>Il materiale del penetratore e il carico applicato</p> Signup and view all the answers

    Quale elemento è necessario per una corretta prova di macrodurezza?

    <p>Finitura superficiale liscia e piana</p> Signup and view all the answers

    Per quale motivo la finitura superficiale è cruciale nelle prove di durezza?

    <p>Condiziona il risultato della lettura dell'impronta</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive meglio la prova di durezza Brinell?

    <p>Misura la forza applicata e il diametro dell'impronta lasciata dalla sfera.</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno svantaggio del metodo Rockwell rispetto ad altri metodi di durezza?

    <p>I valori di durezza possono variare con la scala utilizzata.</p> Signup and view all the answers

    Cosa succede se l'impronta della prova di durezza interagisce con materiale già deformato?

    <p>La misura potrebbe risultare falsata a causa dell'incrudimento.</p> Signup and view all the answers

    Quale vantaggio offre il metodo di durezza Rockwell rispetto ad altri metodi?

    <p>Fornisce subito risultati senza attese.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principale problema nella conversione dei valori di durezza tra scale diverse?

    <p>Introduzione di errori nella misurazione della durezza.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le condizioni da tenere in considerazione durante la prova di durezza per ottenere misure corrette?

    <p>Non devono esserci zone di materiale deformato.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo l'angolo di penetrazione nella prova di durezza Brinell?

    <p>Dipende dalla dimensione della sfera utilizzata.</p> Signup and view all the answers

    Perché è necessario effettuare una prova di trazione oltre alla misura di durezza?

    <p>Per calcolare il carico di rottura preciso del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Quale vantaggio offrono le prove di durezza non distruttive?

    <p>Controllo della microstruttura e delle proprietà meccaniche</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni caratterizza il processo di durezza?

    <p>Determinazione della resistenza alla penetrazione di un corpo duro</p> Signup and view all the answers

    Quali dei seguenti test di durezza sono utilizzati per caratterizzare le leghe metalliche?

    <p>Brinell, Vickers, Rockwell</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno degli svantaggi del durometro Equotip?

    <p>Le misure sono meno precise rispetto a quelle acquisite sui campioni</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti opzioni non è un metodo di prova di durezza?

    <p>Prova di durezza a schiacciamento</p> Signup and view all the answers

    Cosa distingue i diversi metodi di prova di durezza?

    <p>Tipo di penetratore e carico applicato</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo di prova di durezza è particolarmente utile per controlli di qualità non distruttivi?

    <p>Durezza a rimbalzo con Equotip</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti metodi di prova di durezza utilizza un carico fisso e una geometria definita del penetratore?

    <p>Durezza Brinell</p> Signup and view all the answers

    Qual è la definizione tecnicamente corretta di durezza secondo gli ingegneri?

    <p>La durezza è la misura della resistenza di un materiale alla deformazione plastica.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono alcuni dei vantaggi delle prove di durezza non distruttive?

    <p>Sono semplici, rapide e utili per il controllo della microstruttura e qualità del prodotto.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i tre metodi di prova di durezza più comunemente utilizzati per le leghe metalliche?

    <p>I metodi Brinell, Vickers e Rockwell.</p> Signup and view all the answers

    Qual è una limitazione dell'uso del durometro Equotip?

    <p>Le misure ottenute con l'Equotip sono meno precise rispetto a quelle dei campioni a causa delle finiture superficiali alterate.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principio comune alla maggior parte delle prove di durezza delle leghe metalliche?

    <p>Si basa sulla misura dell'impronta lasciata sulla superficie del campione da un penetratore caricato.</p> Signup and view all the answers

    In che modo il durometro portatile differisce dalle prove di durezza standard?

    <p>Il durometro portatile, come l'Equotip, è non distruttivo e produce impronte più piccole.</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante il controllo della qualità nelle prove di durezza?

    <p>È fondamentale per garantire che i materiali soddisfino specifiche tecniche e proprietà meccaniche.</p> Signup and view all the answers

    Come viene applicato il carico nella prova di durezza?

    <p>Il carico è applicato in direzione perpendicolare alla superficie da esaminare.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la massima durezza che un materiale può avere per essere testato con una sfera di acciaio temprato?

    <p>La massima durezza è HB = 400.</p> Signup and view all the answers

    Quali materiali possono essere testati utilizzando la sfera in Widia?

    <p>Materiali con durezza fino a HB = 600.</p> Signup and view all the answers

    Che formula si utilizza per calcolare la durezza Brinell?

    <p>La formula è $HB = \frac{2F}{\pi D(D - \sqrt{D^2 - d^2})}$.</p> Signup and view all the answers

    In quale unità di misura è storicamente espressa la forza applicata durante la prova Brinell?

    <p>La forza è espressa in kgf.</p> Signup and view all the answers

    Quali dati devono essere riportati sul certificato di prova per la durezza Brinell?

    <p>Il certificato deve riportare HB, D, F e t.</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante che la sfera utilizzata nel test non si deformi?

    <p>Una deformazione comprometterebbe la precisione della misurazione della durezza.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il simbolo HB nella scala di durezza Brinell?

    <p>HB sta per Hardness Brinell.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le condizioni normali di prova che permettono di omettere alcuni dati nel certificato di prova?

    <p>Le condizioni normali si riferiscono a D, F e t standardizzati.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il carico massimo applicabile nelle prove di microdurezza utilizzando un penetratore Vickers?

    <p>Il carico massimo applicabile è di 1 kg.</p> Signup and view all the answers

    Perché le prove di microdurezza sono particolarmente utili per caratterizzare rivestimenti sottili?

    <p>Consentono di effettuare misure su spessori ridotti, anche di pochi micron.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i carichi minimi applicabili nelle prove di microdurezza?

    <p>I carichi minimi applicabili sono nell'ordine di 5-10 g.</p> Signup and view all the answers

    Cosa determina la scelta del tipo di penetratore da utilizzare in una prova di microdurezza?

    <p>La scelta dipende dal carico desiderato e dal grado di affondamento richiesto.</p> Signup and view all the answers

    Quali materiali possono essere caratterizzati tramite prove di microdurezza?

    <p>Si possono caratterizzare rivestimenti di maggior spessore, come zincature e nichelature.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la rilevanza di impostare il carico minimo applicabile nel microdurometro?

    <p>Impostare il carico minimo permette misurazioni efficaci sui diversi costituenti strutturali.</p> Signup and view all the answers

    Come influisce il tipo di penetratore sulla profondità di indurimento misurata?

    <p>Il tipo di penetratore e il carico influenzano la profondità dell'affondamento e quindi la durezza misurata.</p> Signup and view all the answers

    Quali normative devono essere rispettate durante le prove di durezza?

    <p>Le prove di durezza sono vincolate da normative specifiche per garantire risultati accurati.</p> Signup and view all the answers

    Come si classificano le prove di durezza in base al livello di carico applicato?

    <p>Le prove di durezza si classificano in macrodurezze, microdurezze e nanoindentazioni.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore medio aritmetico della rugosità Ra?

    <p>Ra è il valore medio degli scostamenti del profilo reale della superficie rispetto alla linea media, misurato in micron.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore della forza applicata nella prova di durezza Brinell?

    <p>La forza applicata è di 3000 kgf.</p> Signup and view all the answers

    Cosa influenza la finitura superficiale durante le prove di macrodurezza?

    <p>La finitura superficiale cambia in funzione del tipo di prova di durezza utilizzata e del carico applicato.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il diametro utilizzato nella prova di durezza Brinell menzionato nel testo?

    <p>Il diametro è di 10 mm.</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante non avere materiali già deformati nella prova di durezza?

    <p>I materiali deformati possono alterare la misura della durezza a causa delle variazioni nelle proprietà tensili.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i tre principali metodi di prova di macrodurezza?

    <p>I metodi principali di prova di macrodurezza sono Brinell, Vickers e Rockwell.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principio del metodo Brinell nella misura della durezza?

    <p>Nel metodo Brinell, un penetratore a forma di sfera applica un carico perpendicolare alla superficie del pezzo.</p> Signup and view all the answers

    Cosa si deve considerare per evitare la misurazione errata della durezza?

    <p>Le condizioni di prova e la storia del materiale devono essere considerate.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i vantaggi del metodo Rockwell rispetto ad altri metodi di durezza?

    <p>Il metodo Rockwell è facile da eseguire e consente l'automazione delle misure.</p> Signup and view all the answers

    Che tipo di superficie è necessaria per le prove di macrodurezza?

    <p>È necessaria una superficie liscia e piana, esente da ossidi e impurezze superficiali.</p> Signup and view all the answers

    A cosa serve la misura di microdurezza nel contesto delle prove di durezza?

    <p>La misura di microdurezza è utilizzata per ricavare il profilo di indurimento di un materiale.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono gli svantaggi che si riscontrano nella misurazione con scala di durezza Rockwell?

    <p>Valori di durezza non convenzionali e correlazioni poco precise con altri metodi.</p> Signup and view all the answers

    Perché le norme impongono vincoli specifici durante la prova di durezza?

    <p>Per evitare che le misure siano influenzate da deformazioni precedenti del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione tra carico applicato e dimensione dell’impronta nelle prove di durezza?

    <p>Maggiore è il carico applicato, minore sarà la dimensione dell'impronta lasciata sul materiale.</p> Signup and view all the answers

    Che errore si può introdurre misurando con scale di durezza diverse?

    <p>Si possono introdurre errori significativi nelle valutazioni di durezza.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Prove di durezza

    • Le prove di durezza sono un metodo comune per valutare la resistenza di un materiale alla deformazione plastica.
    • Il metodo utilizzato è la penetrazione di un penetratore duro in superficie, applicando una forza nota.
    • La durezza è misurata dalla dimensione o dalla profondità dell'impronta lasciata sulla superficie.
    • I dati di durezza possono essere utilizzati per prevedere altre proprietà meccaniche del materiale come la resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento.

    Metodi di durezza

    • Durezza Brinell
      • Utilizza un penetratore a sfera di acciaio temperato.
      • Le norme di riferimento richiedono una determinata planarità e finitura superficiale del pezzo da misurare.
      • Il requisito di carico massimo per mantenere inalterato il rapporto diametro della sfera-superficie del pezzo e l'angolo di penetrazione deve essere rispettato.
    • Durezza Vickers
      • Utilizza un penetratore a forma di piramide a base quadrata di diamante.
      • È un metodo più preciso rispetto al metodo Brinell, ma è anche più costoso.
    • Durezza Rockwell
      • Viene utilizzato un penetratore di diamante o una sfera per ottenere una misura relativa per velocità e semplicità di esecuzione.
      • È il metodo più utilizzato per applicazioni industriali.
      • Si basa sul principio di un precarico iniziale e un carico principale.

    Fattori che influenzano i risultati della prova di durezza

    • La finitura superficiale del pezzo da misurare.
    • La dimensione e la forma del penetratore utilizzato.
    • Il carico applicato.
    • La temperatura del pezzo da misurare.
    • La presenza di ossidi o altre impurità sulla superficie del pezzo da misurare.

    Vantaggi delle prove di durezza

    • Sono relativamente economiche e veloci da eseguire
    • Richiede un piccolo campione di materiale
    • Può essere utilizzata su una varietà di materiali
    • Può fornire informazioni sulle proprietà meccaniche del materiale

    Svantaggi delle prove di durezza

    • I risultati possono essere influenzati da una serie di fattori
    • Non è sempre accurato per tutti i materiali
    • Non è un metodo distruttivo, ma può causare danni superficiali al pezzo da misurare

    Durezza

    • La durezza è una misura della resistenza di un materiale alla deformazione plastica.
    • La durezza è misurabile attraverso la determinazione della resistenza che oppone il materiale alla penetrazione da parte di un corpo più duro, con geometria definita.
    • Il corpo più duro è soggetto ad un carico di entità nota in direzione perpendicolare alla superficie del materiale da esaminare.
    • La durezza è una misura semplice e rapida, il test di durezza può essere non distruttivo.
    • La durezza è utile per il controllo della microstruttura e delle proprietà meccaniche.
    • La durezza è ideale per il controllo della produzione e della qualità.
    • La maggior parte dei test di durezza delle leghe metalliche sono prove statiche che derivano dalla misura dell'impronta lasciata sulla superficie del campione da un penetratore opportunamente caricato con una velocità di traslazione ridotta.
    • Esistono diverse prove di durezza normate.
    • Le prove di durezza più utilizzate per caratterizzare le leghe metalliche sono le prove Brinell, Vickers e Rockwell.
    • Le prove di durezza sono classificate per tipo di penetratore, carico applicato e tecnica di misura dell'impronta.
    • L'Equotip è un durometro portatile utilizzato comunemente per verificare un componente in esercizio (non distruggendo il componente).
    • L'Equotip è una prova di rimbalzo, presenta impronte piccole e il test è non distruttivo.
    • Il durometro portatile presenta misure meno precise rispetto ai test di durezza acquisiti sui campioni.
    • Il durometro portatile viene utilizzato per misure su spessori limitati di materiale in zone spesso alterate dalle finiture superficiali, queste zone non sono piane.

    Prove di macro, micro durezza e nanoindentazione

    • Le prove di durezza si classificano anche in base al livello di carico applicato al penetratore e conseguentemente alla dimensione dell'impronta.
    • Le prove di macrodurezza sono utilizzate per materiali in cui il penetratore deve agire su una superficie liscia e piana, esente da ossidi ed impurezze superficiali.
    • Le prove di microdurezza impiegano carichi notevolmente inferiori a quelli delle prove di macrodurezza (carichi inferiori a 1 kg).
    • Le prove di nanoindentazione sono utilizzate per caratterizzare film sottili (es. 1-5 µm) e materiali con spessori molto ridotti.
    • Le prove di nanoindentazione necessitano di limitare l'affondamento del penetratore.
    • Si usano carichi molto bassi nei test di nanoindentazione, in genere nell'ordine di qualche µN.
    • Le prove di macrodurezza hanno alcune norme di riferimento richieste in termini di planarità del campione e di corretta finitura superficiale (vincoli su Ra).
    • La misura della rugosità Ra, espressa in micron, è il valore medio aritmetico degli scostamenti (presi in valore assoluto) del profilo reale della superficie rispetto alla linea media.
    • La finitura superficiale, vincolata dalla rugosità del campione, cambia in funzione del tipo di prova utilizzata.
    • Tanto minore è il carico applicato tanto maggiore sarà il grado di finitura richiesto per assicurare una buona lettura dell'impronta con un errore di misura accettabile.

    Prove di macrodurezza - Metodi principali

    • I metodi principali di macrodurezza sono Brinell, Vickers e Rockwell.
    • I metodi principali differiscono per la forma e il materiale del penetratore, il carico applicato e la grandezza geometrica misurata.

    Durezza Brinell

    • Il penetratore è una sfera su cui il carico di prova viene applicato perpendicolarmente alla superficie del pezzo da misurare.
    • Il durometro Brinell è dotato di penetratori sferici di diverso diametro e consente di modificare il livello di carico da applicare in funzione del materiale da caratterizzare.
    • La sfera utilizzata come penetratore ha un massimo di durezza.
    • La sfera non deve essere deformata durante la prova testando materiali con durezza pari o superiore a quelle del materiale da caratterizzare (es. carburi o diamante industriale, rivestimenti antiusura, ecc.).
    • La sfera di acciaio temprato ha un limite di durezza HB = 400.
    • La sfera in Widia (carburo di tungsteno + cobalto) ha un limite di durezza HB = 600.
    • La forza F viene storicamente espressa in kgf, anziché in Newton.
    • La durezza Brinell viene indicata con il simbolo HB, la norma UNI prevede che questo sia seguito da D = …[ mm ], F = …[ kgf ], t = …[ s ].
    • I valori di D, F e t possono essere omessi solo nelle condizioni normali di prova.

    Durezza Brinell: Formule e Valori

    • La formula per calcolare la durezza Brinell è la seguente:
      • Durezza HB = 2F / (πD*(D - √(D2 - d2)))
    • Dove:
      • F è la forza applicata in kgf
      • D è il diametro della sfera in mm
      • d è il diametro dell'impronta in mm
    • Tipicamente D = 10 mm e F = 500-3000 kgf
    • La durezza Brinell è dipendente non solo dal materiale da testare, ma anche dalle condizioni di prova utilizzate.

    Durezza Vickers

    • Il penetratore è una piramide a base quadrata con un angolo al vertice di 136°.
    • La durezza Vickers viene indicata con il simbolo HV.
    • La formula per calcolare la durezza Vickers è la seguente:
      • HV = 1,8544 * F / d2
    • Dove:
      • F è la forza applicata in N
      • d è la diagonale dell'impronta in mm
    • La durezza Vickers è un valore indipendente dall'area dell'impronta.
    • La durezza Vickers è meno sensibile all'effetto della dimensione dell'impronta rispetto alla durezza Brinell.

    Durezza Rockwell

    • Il metodo Rockwell utilizza un penetratore di forma conica o sferica per misurare la durezza di un materiale.
    • Il metodo Rockwell utilizza due carichi, F0 e F1 per misurare la durezza del materiale.
    • Il primo carico F0 prepara il pezzo per la misurazione, mentre il secondo carico F1 viene utilizzato per penetrare nel materiale e misurare l'affondamento del penetratore.
    • La durezza Rockwell viene misurata in base all'affondamento del penetratore dopo l'applicazione del carico F1.
    • La durezza Rockwell è data da un valore numerico espresso da una scala di durezza: A, B, C, N, T.
    • I valori di durezza Rockwell sono facili e veloci da ricavare.
    • I valori di durezza Rockwell non sono convenzionali e presentano correlazioni poco precise con gli altri metodi.

    Prove di microdurezza

    • Le prove di microdurezza sono utilizzate per materiali con spessori molto piccoli, per misurare la profondità di indurimento e la durezza di un costituente strutturale (es. trattamenti termochimici).
    • Le prove di microdurezza possono essere utilizzate per caratterizzare rivestimenti sottili (es. zincature, nichelature, ecc.).
    • I penetratori utilizzati per le prove di microdurezza sono di forma diversa, come ad esempio una piramide Vickers, un'indentazione Knoop o una sfera.
    • I carichi applicati nelle prove di microdurezza sono più piccoli rispetto alle prove di macrodurezza, in genere nell'ordine di 1 kg.

    Conclusione

    • La scelta del metodo di prova per la durezza dipende dalla necessità di misurare la durezza di un materiale.
    • Esiste una tabella di conversione da una scala di durezza all'altra.
    • Le prove di durezza sono vincolate da normative alle quali bisogna attenersi.
    • E' possibile fare una prima valutazione del carico di rottura del materiale a partire dai valori di durezza.
    • Per avere un dato certificabile è necessario effettuare la prova di trazione.

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