Che cos'è un durometro
Una prova di durezza misura la resistenza di un materiale a essere penetrato da un corpo più duro e riporta il risultato su una scala. La misura è indiretta: nei metalli ha una correlazione ampia con la resistenza a trazione, è molto più rapida di una prova di trazione e nella maggior parte dei casi lascia soltanto un segno piccolo. È per questo che viene usata così spesso come ispezione in ingresso e come verifica dopo il trattamento termico.
Il metodo conta più dello strumento. Un valore di durezza senza la sua scala non ha significato, perché Rockwell, Brinell, Vickers e i metodi a rimbalzo premono in modo diverso, misurano grandezze diverse e producono cifre non direttamente comparabili. Lo stesso pezzo di acciaio dà un valore su una macchina da banco, un valore diverso su uno strumento portatile a rimbalzo e un terzo su una macchina Vickers, e tutti e tre possono essere corretti nei rispettivi termini.
La scelta pratica è quindi quale metodo si addica al pezzo: la sua dimensione, se può essere portato su un banco, se la superficie può essere preparata, se è accettabile un segno visibile e cosa chiede la norma di riferimento. Questa pagina percorre questi punti e anche la questione di quando uno strumento portatile sostituisce in modo valido una macchina da banco.
Come misura un durometro
Una prova da banco preme un indentatore definito sulla superficie con un carico definito e misura il risultato. Nel metodo Rockwell la profondità di penetrazione è letta direttamente, e la lettera della scala codifica insieme l'indentatore e il carico: ecco perché la lettura è immediata e perché la scala va sempre citata con il numero. In Brinell e in Vickers le dimensioni dell'impronta rimasta sono misurate otticamente e poi convertite, il che è più lento e lascia un segno maggiore, ma è molto meno sensibile alla condizione della superficie.
È lo spessore del campione rispetto alla profondità dell'impronta a invalidare più spesso una lettura. Se sotto l'indentatore non c'è abbastanza materiale, l'incudine sostiene parte del carico e il valore esce più alto, il che produce un'accettazione falsa e non un errore evidente. La regola sullo spessore minimo legata a ciascun metodo esiste per questo, e va verificata sul disegno anziché data per scontata.
I durometri portatili a rimbalzo lavorano su un principio diverso: un corpo definito è lanciato contro la superficie e la sua velocità di rimbalzo è confrontata con quella d'impatto. Sono davvero utili sui pezzi grandi che non possono essere portati a macchina, ma il risultato dipende dalla massa e dalla rigidezza del pezzo, quindi una lettura presa su una lamiera sottile non è comparabile con una presa su un getto pesante. Lo strumento converte il proprio valore di rimbalzo nelle altre scale per via matematica, e quelle conversioni hanno limiti che vanno rispettati.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Metodo di prova e scala | I metodi da banco con le loro lettere di scala, e il metodo a rimbalzo portatile | Quale scala nomina la norma di riferimento, e se il segno lasciato è accettabile sul pezzo. |
| Tipo di indentatore | Cono di diamante, palla indurita, piramide di diamante e corpo d'impatto del sistema a rimbalzo | Cosa può misurare lo strumento. Alcune combinazioni di indentatore e carico si addicono ai materiali duri e altre a quelli teneri, e la lettera di scala codifica proprio quell'accoppiamento. |
| Carico di prova | Fisso per una data scala, o selezionabile su un intervallo | Quali scale lo strumento può coprire, e se una sola macchina basta per più di una specifica. |
| Formato da banco o portatile | Una macchina fissa con tavolo e incudine, o uno strumento a rimbalzo manuale | Se il pezzo può essere portato a uno strumento, e se la lettura deve essere presa in sede. |
| Supporto del campione e spessore minimo | La disposizione dell'incudine, e la sezione minima che il metodo consente | Se la lettura è valida. Un campione poco supportato dà una lettura più alta e fa passare un pezzo che dovrebbe essere scartato. |
| Preparazione della superficie richiesta | La finitura che il metodo si attende, e quanta preparazione viene eseguita sul pezzo | Se va previsto tempo di preparazione, e se la preparazione stessa è accettabile su un componente finito. |
| Lettura e gestione dei dati | Display diretto, e se le letture possono essere memorizzate, mediate o esportate | Se va prodotta una registrazione di lotto, e se servono le singole letture o un risultato statistico. |
| Accessori di verifica | Blocchi di riferimento conformi alla scala in uso | Se sia possibile dimostrare che lo strumento legge correttamente, cosa che la maggior parte dei sistemi di qualità richiede a intervalli definiti. |
Come scegliere un durometro
| Criterio | Perché determina la risposta | Come chiarirlo prima della richiesta |
|---|
| Famiglia di materiali | Metalli, materie plastiche ed elastomeri usano scale diverse, e nessun singolo strumento le copre tutte e tre | Indichi il materiale e la norma che governa la prova. |
| Scala indicata nella specifica | Il numero ha significato solo con la sua scala, e la scala richiesta fissa lo strumento | Riporti la scala e l'intervallo di accettazione dal disegno o dalla norma. |
| Dimensione e massa del pezzo | Un getto pesante non può essere portato a una macchina da banco, e un pezzo leggero non può essere provato in modo affidabile a rimbalzo | Indichi il pezzo più grande e il più piccolo, con massa e spessore di sezione approssimativi. |
| Accesso alla superficie di prova | L'indentatore deve raggiungere la superficie perpendicolarmente | Descriva la geometria e indichi se è disponibile un'incudine o un supporto specifico. |
| Se è accettabile un segno | Alcuni metodi lasciano un'impronta visibile, il che li esclude su una superficie finita | Dichiari se il pezzo sarà utilizzato o venduto dopo la prova. |
| Spessore nel punto di prova | Sotto il minimo previsto dal metodo la lettura è invalida, e non soltanto approssimativa | Indichi lo spessore di parete o di sezione nel punto in cui la prova sarà eseguita. |
| Requisiti di registrazione e verifica | Blocchi di riferimento tracciabili e letture registrate possono essere imposti dal sistema di qualità del cliente | Indichi se sono richiesti certificati o registrazioni di lotto, e a quale intervallo lo strumento è verificato. |
Se qualcuno di questi punti è ancora aperto, invii quanto è già noto. Un preventivo può essere emesso sulla base della descrizione dell'applicazione e precisato quando i punti in sospeso saranno chiariti.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un durometro si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa lo distingue da un durometro |
| Macchine per prove di trazione | Tirano un provino preparato fino alla rottura e danno direttamente resistenza, allungamento e modulo. La prova è distruttiva, richiede un provino lavorato ed è molto più lenta, ma misura la proprietà in sé e non un suo indicatore. Dove un calcolo di struttura o una certificazione chiede un valore di trazione, la durezza non può sostituirlo. |
| Macchine per prove di compressione | Applicano un carico che schiaccia o deforma un provino, ed è la prova pertinente per calcestruzzo, imballaggi e componenti elastomerici. Rispondono a quanto carico il pezzo sopporta, e non a quanto è dura la sua superficie. |
| Macchine per prove d'urto | Misurano l'energia assorbita quando un provino intagliato si rompe, cioè la tenacità e non la resistenza all'indentazione. Due acciai di uguale durezza possono differire in modo marcato nel comportamento a urto, e una prova di durezza non rivelerebbe quella differenza. |
| Misuratori di spessore di rivestimento | Misurano quanto è spesso uno strato su una superficie e non una proprietà del substrato. Su un pezzo con trattamento superficiale entrambe le letture sono spesso richieste, ma rispondono a domande diverse e nessuna delle due dice l'altra. |
| Rugosimetri | Riportano la tessitura di una superficie in termini di profilo, che governa attrito, tenuta e aspetto. La finitura superficiale influenza anche la lettura di durezza, ed è per questo che i due strumenti condividono spesso lo stesso banco di ispezione. |
| Macchine per prove sui materiali | È una voce generale che raccoglie le macchine le quali applicano un carico a un provino e coprono trazione, compressione, flessione e fatica in un'unica struttura. Dove un laboratorio ne deve eseguire parecchie, una macchina universale le copre tutte; la durezza resta una verifica separata, più rapida e di norma non distruttiva. |
Durezza e tenacità sono la coppia più spesso trattata come intercambiabile. Non lo sono: un trattamento superficiale può aumentare molto la durezza lasciando la tenacità del materiale dov'era, oppure riducendola.
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- Il materiale, e la specifica o la norma che governano la prova
- La scala richiesta e l'intervallo di accettazione
- Il pezzo più grande e il più piccolo, con massa approssimativa
- Lo spessore di sezione o di parete nel punto di prova
- Se la superficie di prova è accessibile, e con quale geometria
- Se un segno visibile è accettabile dopo la prova
- Se le letture devono essere registrate per un lotto
- Se sono richiesti blocchi di riferimento o accessori di verifica
- Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta
