PROVA DI DUREZZA VICKERS

Prova di durezza Vickers

Cenni Teorici
Questo metodo estende e perfeziona il metodo Brinell.
Infatti:
- ha un campo d’applicazione illimitato sia per la durezza che per lo spessore del pezzo da provare senza la necessità di cambiare il penetratore, con la sola modifica del carico di prova;
- il numero di durezza Vickers è praticamente indipendente dal carico di prova applicato sul penetratore, ed è in ogni caso equivalente al numero Brinell ottenuto nelle condizioni della prova ideale ( d/D=0,375 ).


Descrizione prova
Il penetratore, riportato in figura


è costituito da una piramide retta a base quadrata, di diamante, con angolo al vertice fra le facce opposte di 136°.

L'angolo al vertice di 136° corrisponde al valore dell'angolo di penetrazione della prova di durezza Brinell ideale.
Dalla teoria riguardante tale prova, infatti, si desume che :

Definizione di durezza Vickers:

è espressa dal rapporto tra il valore del carico di prova F applicato sul penetratore e l'area della superficie laterale S dell'impronta rilevata a carico tolto, considerata come una piramide retta a base quadrata, con diagonale d avente lo stesso angolo al vertice tra le facce opposte del penetratore:

L'indice che definisce la durezza Vickers si ricava dalla seguente relazione:

Dove:

F = carico applicato al provino espresso in newton,

d = diagonale media dell'impronta in millimetri ottenuta dalla misurazione delle due diagonali

0,102 = il fattore di conversione introdotto per conservare invariati i valori della durezza precedenti all'introduzione del SI.

Carico di prova:

Il carico applicato viene generato aumentando o diminuendo il numero di pesi a bordo macchina. Questi sono collegati ad una leva fulcrata appena dopo l’asse del penetratore (D) avente lo scopo di aumentare il carico che i pesi esercitano sul tastatore.

I pesi vengono applicati in base ad una tabella posta nella parte posteriore del durometro.


e trovano posto in una apposita rastrelliera solitamente posta sul retro della macchina:

nelle condizioni standard di prova il carico applicato per l'acciaio è di 294 N ma di fronte a particolari esigenze carichi differenti possono venire utilizzati .
Le norme UNI, EURONORM ed ISO contemplano carichi compresi fra 49 N e 980 N con una tolleranza massima pari ± 1%.

Il simbolo HV senza ulteriori specificazioni indica che la prova è stata eseguita con il carico normale di 294 N e con durata di permanenza normale del carico di 10 ÷ 15 secondi.

In condizioni di prova diverse da quelle esposte si pone alla destra del simbolo HV un indice che specifichi, nell'ordine, il carico di prova impiegato in Newton x 0,102 e la durata di permanenza del carico in secondi.

Esempi:
HV 30/20 ........... carico di 30 kg (294 N) per 20 secondi
HV 5/15 .............. carico di 5 kg (49 N) per 15 secondi
HV 20/30 ........... carico di 20 kg (196 N) per 30 secondi


Spessore minimo del pezzo:

Avevamo visto che nella prova Brinell esisteva uno spessore minimo per il provino, nella prova Vickers lo spessore del pezzo da provare invece non deve essere minore di 1,5 volte la diagonale dell'impronta.



Applicazione del carico di prova:

il carico di prova deve essere applicato gradatamente, senza urti e raggiungere il suo valore massimo senza interruzioni nel tempo previsto di 10÷15 secondi; anche la durata di permanenza del carico massimo è precisata in 10÷15 secondi nel caso dell'acciaio.

Per materiali diversi il tempo è indicato nella specificazione relativa ai singoli materiali.




Modalità di esecuzione della nostra prova di laboratorio:
Posizionato il provino di Fe37 sull’apposito piattello, andiamo ad agire sulla ghiera filettata, in modo da portarlo a contatto con il penetratore piramidale a base quadrata.





Il carico viene applicato gradatamente sganciando la leva e andando a registrare un apposito dispositivo che regola l’efflusso dell’olio; una volta giunti alla massima applicazione si attende 30 secondi e si riporta la leva in posizione iniziale.

E' importante notare come si presenta il provino al termine della prova.

L'impronta lasciata sul pezzo dalla prova Vickers è decisamente più piccola delle impronte lasciate dalla prova Brinell.

Essa si trova all’interno dei cerchi blu; è molto piccola e si fa fatica a distinguerla ad occhio nudo, ma mettendo il pezzo contro luce si riesce a localizzarla.
A questo punto mediante un microscopio andiamo a misurare la diagonale, in quanto è mediante questo valore che possiamo stimare l'indice di durezza del provino.