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.