prove di durezza, di resilienza e di resistenza a - Cossar

PROVE DI DUREZZA, DI RESILIENZA E DI RESISTENZA A
TRAZIONE PER GLI ACCIAI
(immagini tratte da “il nuovo Manuale di Meccanica”, AA.VV., Zanichelli - ESAC)
Nei nostri studi ci occupiamo di tre diverse prove di DUREZZA:
1. Brinell
2. Vickers
3. Rockwell, a sua volta suddivisa in
1. Rockwell B
2. Rockwell C
Le tre si differenziano per l’utilizzo di diversi tipi di oggetti (che servono a lasciare un’impronta sul
pezzo in prova; essi vengono chiamati penetratori) e per le condizioni di prova.
La seguente tabella riassume le modalità delle prove:
PROVA
PENETRATORE
BRINELL
Sferetta in acciaio
temprato di 5 mm di
diametro
VICKERS
Piramide regolare a
base quadrata con
punta in diamante
sintetico
Sferetta di circa 2 mm
di diametro per tipo B
ROCKWELL
Cono con punta in
diamante per tipo C
MODALITA’
La forza viene
applicata
progressivamente e
permanere al
massimo valore per 10
– 15 secondi
Il valore del carico
(forza) è variabile, fino
a 3000 kg
Si applica una forza di
circa 30 kg per alcuni
secondi; l’impronta è
molto piccola e si deve
misurare al
microscopio d’officina
Si effettua in due
momenti: prima si
applica una forza
iniziale piccola e poi
una forza stabilita per
5 -10 secondi
NOTE
A seconda del
materiale in esame la
sfera può avere
diametro più piccolo o
più grande
Si misura la superficie
dell’impronta lasciata
dal penetratore
Si misura solitamente
la diagonale
dell’impronta lasciata
dal penetratore
E’ l’unica prova che si
può eseguire su pezzi
finiti
Si misura la profondità
dell’impronta
Il valore è
“indicizzato”(cioè
potrebbe dipendere
dalla macchina di
prova utilizzata)
Il tipo C viene usato
per materiali più duri
La RESILIENZA è la capacità di un pezzo in prova di sopportare un urto senza rompersi o
deformarsi in modo visibile.
La prova consiste nel rompere un provino intagliato del materiale da esaminare mediante una
mazza a caduta pendolare e nel misurare (per differenza di altezza raggiunta dalla mazza dopo la
rottura rispetto all’altezza da cui è partita e tenendo conto del peso della mazza stessa) l’energia
necessaria a spezzare il provino ( misurata in joule).
L’apparato di prova si chiama “pendolo di Charpy” (leggi: “ sciarpì ”) (vedi figura 1)
Figura 1
L’energia viene misurata con la
formula: K = Q (H –h) J
provino
La RESISTENZA è una proprietà del materiale in esame, che si può definire come l’attitudine del
materiale stesso a sopportare l’azione di una forza senza rompersi e deformarsi in maniera
evidente; per lo più si ricorre ad una prova di resistenza a trazione che permette di individuare
alcune “situazioni” in un apposito grafico.
Tale grafico, vedi figura 2, rappresenta il comportamento di una provetta sottoposta a trazione
mediante una forza F crescente (in ordinate); essa si allunga progressivamente fino a rompersi
(allungamenti l in ascisse).
Sul grafico si osservano varie zone: nel tratto OB della curva il provino si trova nella zona elastica
(in questa zona se la forza cessa il provino ritorna alle dimensioni iniziali), nel tratto BC si ha il
fenomeno dello snervamento (per cui a causa di reazioni molecolari il provino perde la sua
elasticità), nel tratto CD ci si trova nella zona plastica (qui il provino rimane deformato, allungato e
con una sezione più stretta, se la forza viene rimossa) e infine il punto E è quello in cui avviene la
rottura del provino.
Per convenzione il carico massimo di resistenza del materiale è la forza misurata nel punto D (Fm
sul grafico): esso rappresenta la resistenza.
Figura 2
NOTA: il tratto OA rappresenta
l’elasticità proporzionale – segue la
legge di Hooke – mentre il tratto AB
rappresenta l’elasticità nonproporzionale