Fonte: Roberto Leon, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Il test di durezza è uno dei test meccanici più universalmente preziosi disponibili per gli ingegneri, in quanto è sia semplice che relativamente economico per la ricchezza di informazioni e dati che produce. La prova di durezza, generalmente sotto forma di prova di penetrazione superficiale, è sia più rapida che meno distruttiva della prova di trazione. La durezza fornisce una relazione lineare con la resistenza alla trazione su una vasta gamma di resistenze per molti materiali, come l'acciaio. I test di durezza sono empirici, piuttosto che derivati dalla teoria, poiché i risultati confondono gli effetti di molte proprietà di materiali diversi (modulo di Young, resistenza allo snervamento, ecc.).

La durezza è una caratteristica di un materiale utilizzata per descrivere quanta deformazione plastica (resa) un materiale subirà quando viene applicata una forza nota). Si può caratterizzare la durezza in tre modi: graffio, rientranza e durezza di rimbalzo. Un primo esempio comune di un test di durezza (graffio) è la scala di Mohs (1820), derivata per i minerali, e in cui il talco ha un valore di 1 e il diamante un valore di 10. Nei test di indentazione con l'approccio Rockwell, vengono utilizzati piccoli indentatori con carichi diversi. I più comuni sono il Rockwell Hardness B (HRB), che utilizza un penetratore a sfera in acciaio temprato da 1/16 pollici insieme a un peso di 100 kg, e il Rockwell Hardness C (HRC), che utilizza un penetratore a cono diamantato insieme a un peso di 150 kg. I test HRB sono condotti per materiali con durezza a bassa gamma, come alluminio, ottone e acciai morbidi, mentre i test HRC vengono utilizzati per materiali con durezza ad alta gamma, come gli acciai più duri. Pesi più piccoli (da 15 a 45 kg) vengono utilizzati per il test di durezza superficiale Rockwell come l'HR15W, che utilizza una sfera in acciaio da 1/8 di in. con un peso di 15 kg. Con il suo carico inferiore e l'impressione superficiale, un test di durezza Rockwell superficiale è ideale per materiali molto sottili o fragili. Un esempio di test di rimbalzo è il martello Schmidt, utilizzato per misurare la resistenza del calcestruzzo. In questo test, una massa di acciaio viene sparata in superficie con una forza nota e viene misurato il rimbalzo della palla. In tutti i tipi di prove di durezza, è imperativo condurre calibrazioni estese se si vogliono ottenere risultati affidabili.

Per questo esperimento, esamineremo il test di durezza Rockwell, che misura la durezza di rientranza dell'alluminio non trattato e trattato termicamente.

La seguente procedura è per la macchina manuale mostrata in Fig. 1. La procedura è tipica anche per altre macchine.

1. Ottenere un tipico campione di prova di spegnimento finale Jominy che è stato sottoposto a trattamento di raffreddamento ad acqua.
2. Fissare il campione al tavolo della macchina di prova in modo che non si muova durante il test.
3. Assicurarsi che la leva di selezione sia in posizione "Scarico".
4. Utilizzando la ruota di regolazione sotto il supporto, sollevare il campione

Un risultato tipico del test Rockwell su un campione Jominy per un test HR C è mostrato nel video. La durezza diminuisce sensibilmente man mano che ci si allontana dall'estremità sottoposta al getto d'acqua. Il valore della prova di durezza può essere convertito in una resistenza alla trazione attraverso grafici forniti dal produttore della macchina di prova. I risultati mostrano che l'acciaio varia considerevolmente sia in durezza che in resistenza man mano che ci si allontana dall'es...

Il test di durezza è uno dei test principali per raccogliere importanti informazioni ingegneristiche su un materiale. Il test di durezza Rockwell è il metodo preferito di test di durezza, in quanto elimina la necessità di apparecchiature ottiche avanzate, ma utilizza invece attrezzature di laboratorio di base per misurare in modo accurato, economico e rapido la durezza di un materiale. Ancora più importante, questo metodo è facilmente traducibile e riproducibile tra laboratori e personale di collaudo grazie alla sua...