Che cos'è Durezza Knoop?
Il metodo Knoop utilizza una piramide di diamanti la cui diagonale lunga è circa sette volte la sua diagonale corta. La rientranza risultante è lunga e poco profonda; la durezza si calcola misurando solo la diagonale lunga. Questa geometria lascia una rientranza che penetra meno profondamente rispetto al Vickers a parità di carico.
Scopo di Durezza Knoop
Lo scopo è misurare la durezza in rivestimenti molto sottili, materiali fragili come vetro e ceramica e regioni strette. La rientranza poco profonda riduce l'influenza del substrato e la geometria allungata e stretta consente la misurazione in bande strette.
A quali prodotti si applica Durezza Knoop?
- Rivestimenti duri sottili (PVD/CVD)
- Materiali vetrosi e ceramici
- Zone di transizione strette in una saldatura
- Substrati elettronici e film sottili
- Misure dipendenti dall'orientamento in materiali anisotropi
In quali settori si utilizza Durezza Knoop?
Norme relative a Durezza Knoop
- ASTM E384 (durezza da microindentazione — Knoop e Vickers)
- ISO 4545-1 (prova di durezza Knoop — metodo di prova)
- ISO 4545-2 (verifica e calibrazione delle macchine di prova)
- ISO 14577 (indentazione strumentale — metodo complementare)
Condizioni di Durezza Knoop
- Penetratore
- Piramide di diamanti con un rapporto diagonale lungo-corto di circa 7:1
- Forza di prova
- Nella gamma micro; selezionato per spessore del rivestimento
- Misurazione
- Viene misurata solo la diagonale lunga
- Orientamento
- Nei materiali anisotropi, l'orientamento della rientranza influisce sul risultato e viene registrato
Apparecchiatura per Durezza Knoop
- Tester di microdurezza con penetratore Knoop
- Microscopio di misura ad alto ingrandimento
- Attrezzatura per la preparazione dei campioni metallografici
- Blocchi di riferimento Knoop
Requisiti del campione per Durezza Knoop
- La superficie deve essere lucidata metallograficamente.
- Per le misurazioni del rivestimento, la profondità di rientranza deve essere limitata rispetto allo spessore del rivestimento.
- La spaziatura tra le rientranze deve soddisfare il minimo definito nello standard.
- Per i materiali fragili è necessario registrare le fessurazioni attorno alla rientranza.
Durata di Durezza Knoop
Una singola misurazione richiede minuti; la preparazione del campione costituisce la maggior parte della durata totale.
Procedura di Durezza Knoop
- 1Il campione viene sezionato, montato e lucidato.
- 2Viene selezionata una forza di prova adeguata.
- 3La macchina viene verificata con un blocco di riferimento.
- 4Il penetratore viene premuto sulla superficie e trattenuto per il tempo definito.
- 5Si misura la diagonale lunga.
- 6Viene calcolato il valore della durezza Knoop.
- 7La misurazione viene ripetuta il numero di volte definito.
Criteri di accettazione di Durezza Knoop
Lo standard del metodo definisce come viene eseguito il test, non quale dovrebbe essere il risultato. Il limite di accettabilità deriva dallo standard del materiale, dalla specifica del prodotto o dal disegno tecnico del cliente; questa pagina pertanto non prevede alcun limite numerico.
Valutazione dei risultati
Il risultato viene riportato con la designazione HK insieme alla forza. Per i materiali fragili, le crepe intorno alla rientranza vengono annotate separatamente; queste crepe forniscono informazioni aggiuntive per la valutazione della tenacità alla frattura.
Rapporto di Durezza Knoop
- Identificazione del campione, tipo di materiale e numero di colata/lotto, se presente
- Geometria del provino, dimensioni e metodo di preparazione
- Condizioni standard e di prova applicate
- Testare la temperatura e le condizioni ambientali
- Valori misurati e quantità calcolate
- Fotografie della superficie della frattura o delle rientranze (ove applicabile)
- Incertezza di misura (se richiesta)
- Una dichiarazione secondo cui il risultato si applica solo al campione sottoposto a prova
Accreditamento
EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.
Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Ambito e autorizzazioniRegolamenti correlati
- EN 10204 (documenti di ispezione per prodotti metallici)
- Regolamento Prodotti da Costruzione EU 305/2011 (per i prodotti utilizzati in edilizia)
- Norme armonizzate applicate in base alla famiglia di prodotto
Mekanik Testler — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Durezza Knoop; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Le prove meccaniche misurano come si comporta un materiale o un componente sotto forza. La famiglia va dal carico statico (trazione, compressione, flessione) al comportamento dipendente dal tempo (fatica, scorrimento viscoso), dalla durezza e usura fino alla tenacità a frattura.
Ciò che accomuna queste prove è che il risultato è riportato come una PROPRIETÀ DEL MATERIALE. Il carico di snervamento o la durezza non sono una decisione di conformità; sono dati numerici con cui verranno confrontati il progetto e la norma di prodotto. I rapporti di prova meccanica sono quindi solitamente un input per una decisione ingegneristica piuttosto che per un'approvazione di prodotto — scelta del materiale, coefficiente di sicurezza, previsione della vita.
La distinzione tra comportamento statico e dinamico è la chiave per comprendere il settore. Un componente può apparire del tutto non sollecitato sotto carico statico eppure rompersi sotto carico ripetuto; la rottura a fatica si verifica a tensioni ben inferiori al carico di snervamento e non dà preavviso. Per componenti rotanti, vibranti o soggetti a carico ciclico, una prova di trazione da sola non è quindi una prova sufficiente.
Le condizioni di prova determinano il risultato, ed è fondamentale per la leggibilità del rapporto: geometria del provino, velocità di carico, temperatura, condizionamento e disposizione di serraggio. Lo stesso materiale fornisce valori diversi in condizioni diverse. Nelle materie plastiche l'effetto della velocità è molto marcato, nei metalli l'effetto della temperatura; nei compositi l'orientamento del provino cambia completamente il risultato.
La durezza è la misura più utilizzata in modo scorretto nel settore. Essendo rapida, quasi non distruttiva ed economica, viene spesso usata al posto della resistenza. Esistono tabelle di conversione da durezza a resistenza, ma sono APPROSSIMATIVE e dipendono dal gruppo di materiali; usarle come unica evidenza nell'accettazione del materiale è sbagliato.
Il lato della meccanica della frattura richiede una competenza specifica. Le misurazioni della tenacità a frattura e della velocità di propagazione della cricca da fatica consentono di calcolare quanto durerà una struttura fessurata; sono la base della progettazione tollerante al danno in settori come attrezzature a pressione, strutture aeronautiche e condotte.
Gruppi di metodi in questo ambito
Prove statiche
Trazione, compressione, flessione, taglio e torsione. Si ottengono carico di snervamento e resistenza a trazione, allungamento e modulo di elasticità.
Prove d'urto
Urto con intaglio Charpy e Izod; si determina il comportamento di transizione duttile-fragile del materiale in funzione della temperatura.
Durezza
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore e microdurezza. Prezioso per la profondità del trattamento superficiale e le differenze locali di resistenza.
Fatica
Fatica assiale controllata in forza e deformazione, fatica a flessione; curve S-N e limite di fatica.
Scorrimento viscoso e rilassamento delle tensioni
Comportamento sotto carico a lungo termine ad alta temperatura; determinante per i materiali di caldaie, turbine e attrezzature a pressione.
Meccanica della frattura
Tenacità a frattura in deformazione piana, integrale J, CTOD e velocità di propagazione della cricca da fatica.
Usura e attrito
Abrasione Taber e tamburo rotante, misurazioni del coefficiente di attrito.
Confusioni frequenti in questo ambito
- Calcolare la resistenza dalla durezza è approssimativo; non può essere usato come unica evidenza nell'accettazione del materiale.
- Una resistenza statica adeguata non dimostra la resistenza a fatica; un componente soggetto a carico ciclico richiede una prova separata.
- Se la velocità e la temperatura di prova non sono riportate, il risultato non è confrontabile, in particolare per polimeri e compositi.
- Un provino di prova e il pezzo reale potrebbero non dare lo stesso valore; l'orientamento di stampaggio, le linee di giunzione e le differenze nel trattamento superficiale hanno tutti un effetto.
- Un valore di resistenza fornito per un composito senza indicare l'orientamento del provino è privo di significato.
- Gli equivalenti ASTM e ISO misurano la stessa grandezza ma usano geometrie del provino diverse; i risultati non sono considerati direttamente equivalenti.
Quali decisioni supportano questi risultati
- Verifica della progettazione e selezione dei materiali
- Controllo dei materiali in ingresso e approvazione del fornitore
- Soddisfacimento dei requisiti meccanici della norma di prodotto
- Analisi dei guasti, previsione della vita utile e calcolo della tolleranza al danno
- Verifica dei processi di trattamento termico e superficiale
Test correlati
Domande frequenti su Durezza Knoop
Dovrebbe essere scelto Knoop o Vickers?
Knoop è preferibile quando è necessaria una rientranza meno profonda con lo stesso carico (rivestimento sottile) o quando si misura in una regione ristretta. Vickers è più comune per misurazioni generiche.
È possibile convertire un valore Knoop in Vickers?
Non esiste una conversione esatta. I due metodi creano stati di sollecitazione diversi attraverso geometrie diverse; se è necessario un confronto, dovrebbero essere utilizzati i valori misurati con lo stesso metodo.