Che cos'è Rockwell?
Il test di durezza Rockwell è un metodo in cui la durezza viene letta direttamente su una scala misurando la profondità di impronta permanente rimanente dopo l'applicazione di un carico preliminare e di un carico maggiore. Viene utilizzato un penetratore a cono diamantato o a sfera di metallo duro.
Scopo di Rockwell
Lo scopo è eseguire la verifica del trattamento termico e il controllo di qualità della produzione in serie con una misurazione della durezza rapida e ripetibile.
A quali prodotti si applica Rockwell?
- Parti in acciaio trattato termicamente
- Elementi di fissaggio
- Metalli non ferrosi
- Plastiche dure (scale M e R)
In quali settori si utilizza Rockwell?
Norme relative a Rockwell
- ISO 6508-1
- ASTM E18
Condizioni di Rockwell
- Scala
- Scelto in base al materiale; HRC (cono diamantato, 150 kgf) e HRB (sfera da 1,5875 mm, 100 kgf) sono comuni
- Carico preliminare
- 10 kgf (98 N) nel Rockwell standard
- Tempo di sosta
- Definito nello standard, in genere 1–5 s
- Superficie
- Liscio, privo di bave e perpendicolare al penetratore
Apparecchiatura per Rockwell
- Macchina per prove di durezza Rockwell
- Penetratori a cono e sfera diamantati
- Blocchi di durezza di riferimento
- Incudini di supporto del campione
Requisiti del campione per Rockwell
- Lo spessore deve essere almeno dieci volte la profondità della rientranza
- La superficie deve essere priva di ossido e grasso
- Le rientranze devono trovarsi alla distanza dal bordo e tra loro specificata nello standard
- Generalmente vengono effettuate almeno tre misurazioni
Durata di Rockwell
Pochi secondi per misurazione; la durata si prolunga se è necessaria la preparazione della superficie.
Procedura di Rockwell
- 1La macchina viene verificata con blocchi di riferimento.
- 2Vengono selezionati la scala e il penetratore adatti al materiale.
- 3Il campione è posizionato saldamente sull'incudine.
- 4Viene applicato il carico preliminare seguito dal carico maggiore, mantenuto per la durata definita.
- 5Il carico principale viene rimosso e il valore di durezza viene letto direttamente.
- 6La misurazione viene ripetuta e viene calcolata la media.
Criteri di accettazione di Rockwell
L'intervallo di accettabilità è indicato nella norma del prodotto o del materiale. Il risultato è sempre indicato insieme alla scala (es. 45 HRC).
Valutazione dei risultati
Vengono valutate la media e la dispersione delle misurazioni. Il risultato non è valido se il campione si è spostato o se il supporto era inadeguato.
Rapporto di Rockwell
- Norma applicata
- Scala e penetratore utilizzati
- Misurazioni individuali e media
- Identificazione del campione
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
- Standard di prodotto materiale
- Specifiche del trattamento termico
Mekanik Testler — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Rockwell; 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
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Domande frequenti su Rockwell
Perché il risultato Rockwell viene scritto con la scala?
Scale diverse utilizzano penetratori e carichi diversi; lo stesso materiale dà un numero diverso su scale diverse. Il valore è quindi significativo solo insieme alla lettera della scala.
È possibile applicare Rockwell su lamiere sottili?
Esiste un limite di spessore per il Rockwell standard. Per le sezioni sottili è preferibile il metodo Rockwell superficiale (come HR15N) o il metodo Vickers.