Prove di durezza Vickers secondo ISO 6507 / ASTM E384
Il test di durezza Vickers, con il più alto range di applicazioni, è perfetto per testare tutti i tipi di metalli. Il metodo di prova della durezza Vickers è definito nella norma ISO 6507 (Materiali metallici - Prova di durezza Vickers; Parte 1: Metodo di prova) e ASTM E384 (Metodo di prova standard per la determinazione della durezza mediante microindentazione dei materiali secondo Vickers e Knoop).
Procedura per prove di durezza Vickers Calcolo durezza Vickers Applicazione forza di prova Distanza minima indentazioni di prova Vantaggi e svantaggi Durometro Vickers
Informazioni generali sulla prova di durezza Vickers
Il penetratore a piramide di diamanti usato con il metodo Vickers ha una base quadrata i cui lati opposti si incontrano all'apice con un angolo di α = 136°. Viene applicato al provino con una forza di prova (in accordo alla normativa, a partire da 10 g) e tenuto in base al tempo stabilito.
Le lunghezze di entrambe le diagonali dell’indentazione di prova residua sono misurate otticamente. La durezza Vickers viene poi calcolata dalla media delle diagonali e dalla forza di prova applicata.
Prove di durezza Vickers secondo ISO 6507
La prova di durezza Vickers è un metodo ottico che misura la dimensione dell'impronta (le diagonali) lasciata dal penetratore. Invece, i metodi di misurazione della profondità (solo Rockwell è standardizzato), misurano la profondità dell'impronta provocata dal penetratore.
Quanto più grande è l'impronta che il penetratore lascia sulla superficie di un elemento (un provino) sotto una forza di prova definita, tanto più morbido è il materiale testato.
Per determinare la durezza Vickers (HV) secondo ISO 6507, il penetratore piramidale (con un angolo diedro di 136°) preme un provino con un carico di prova definito a partire da 1 gf.
Calcolo della durezza Vickers
- La durezza Vickers (HV) risulta dal quoziente tra la forza di prova applicata (F in newton N) e l'area della superficie dell'impronta residua sul provino (vedi formula sotto). Per calcolare l'area della superficie dell'impronta piramidale residua, si utilizza la media delle due diagonali d1 e d2 (in mm), poiché l'area di base delle impronte Vickers spesso non è esattamente quadrata.
- L'intervallo di durezza Vickers consigliato è riportato nella norma (ISO 6507). A seconda della forza di prova e del materiale del provino utilizzato, il valore di durezza Vickers è compreso tra 1 e 3.000 HV.
Applicazione dei carichi di prova
- Idealmente, la forza di prova viene aumentata da 0 fino al valore finale entro 7 secondi (minimizzazione dell'incertezza di misura). L'intervallo massimo consentito per il tempo di applicazione dalla norma è compreso tra 2 e 8 secondi (durata nominale 7 s)
- In genere, il tempo di sosta per la forza di prova è di 10-15 secondi (durata nominale 14 s). Se il tempo di sosta è più lungo, la durata in secondi deve essere specificata anche nel valore di durezza, ad es: 610 HV 10/30 (tempo di permanenza di 30 s)
- Le forze di prova utilizzate nel macro range del metodo Vickers sono notevolmente inferiori a quelle utilizzate nel metodo Brinell. La scelta preferita per il macro range è 49, 98, 196, 294, 490 o 980 N, il carico più utilizzato è 294 N.
Distanza minima dei punti di prova quando si utilizza il metodo Vickers secondo ISO 6507
Le distanze minime tra i punti di prova (indentazioni) e il bordo del provino, utilizzate per il metodo di prova Vickers, sono definite nella norma ISO 6507. Il motivo di queste distanze minime è evitare la falsatura dei risultati delle prove di durezza, che potrebbe derivare dalla deformazione della struttura del materiale.
I valori minimi che devono essere rispettati secondo gli standard sono riportati nel disegno a sinistra.
Vantaggi e svantaggi dei test di durezza utilizzando il metodo Vickers
Il metodo Vickers offre i seguenti vantaggi:
- Il metodo Vickers può essere utilizzato con tutti i materiali e i provini, da quelli morbidi a quelli duri, poiché la procedura copre l'intero intervallo di durezza
- Esiste un solo tipo di penetratore, che può essere utilizzato per tutti i metodi Vickers
- È possibile eseguire test non distruttivi, per cui il provino può essere utilizzato per altri scopi.
Il metodo Vickers presenta i seguenti svantaggi:
- La qualità della superficie del provino deve essere buona, perché l'indentazione viene misurata otticamente. Ciò significa che il punto di prova deve essere preparato (levigato e lucidato), altrimenti la valutazione precisa è difficile
- La procedura è piuttosto lenta (rispetto al metodo Rockwell). Il ciclo di prova dura tra i 30 e i 60 secondi, senza contare il tempo necessario per la preparazione del provino
- A causa della necessità di effettuare una valutazione ottica dell’indentazione, i durometri Vickers devono essere dotati di un sistema ottico, il che li rende più costosi rispetto agli strumenti Rockwell
- In generale, si può affermare che il metodo Vickers sta diventando il metodo di prova più diffuso nella pratica grazie alle sue diverse applicazioni, anche se i provini devono essere preparati e la valutazione del valore di durezza è impegnativa.
