PROVE DI DUREZZA SUGLI ACCIAI

Tuttavia le prove di durezza più diffuse ed universalmente riconosciute sono le prime ed in particolare le prove Brinell (HB), le prove Vickers (HV) e le prove Rockwell (HR) nelle scale (A, B, C, D, E, F, N e T). 
       La prova di durezza Brinell degli acciai prevede l'uso d'un penetratore o sfera, d'acciaio temprato (S) o di carburo di tungsteno (W), di Ø D = 1; 2.5; 5 o 10 mm, da comprimere ortogonalmente contro la superficie da provare con una forza (carico) di 294D2 N, per circa 30 secondi  Il valore della durezza Brinell (HB) sarà dato dal rapporto tra il carico applicato e l'area della calotta dell'impronta lasciata sul saggio. La Commissione ISO nel 1975 ha abolito l'unità di misura dimensionale della durezza Brinell e Vickers, i cui valori sono oggi numeri adimensionali, ed introdotto fattori di correzione per non modificare i numeri di durezza delle varie scale con l'avvento del Sistema Internazionale di misura Sl, che abolisce l'uso del kilogrammo (Kgf) quale unità di misura della forza, imponendo il corretto uso del Newton (1 Kgf = 9.81 N). 
       La prova Vickers si basa sullo stesso principio,ma usa un penetratore di diamante piramidale a base quadrata, con angolo al vertice di 136°. Anche il numero di durezza Vickers è adimensionale e s'ottiene come rapporto tra il carico applicato (N) e l'area totale delle quattro superfici dell'impronta 
       La prova di durezza Rockwell misura invece l'incremento della profondità dell'impronta lasciata dal penetratore, che può esser un cono di diamante con angolo al vertice di 120° od una sfera di diametro 1/8" oppure 1/16",a seconda della scala prescelta (ne esistono 15, ciascuna contrassegnata con una lettera maiuscola dell'alfabeto), sottoposto all'azione del carico dopo un precarico definito per ogni scale. Il numero di durezza Rockwell s'ottiene per differenza tra 100 ed il doppio dell'incremento della profondità della penetrazione espressa in micrometri ed ottenuta in condizioni standard sotto un carico adeguato. Ciò vale per alcune scale quali la C, la D, I'A, ecc., mentre per altre scale (N, B, ecc.) il valore della durezza Rockwell è dato dalla differenza tra 100 e l'incremento della profondità della penetrazione espressa in micrometri. Per esempio la misura HRC è ottenuta con penetratore cono diamante, caricato con 1471,5 N (150 Kgf), dopo assestamento dello strumento sotto precarico di 98,1 N (10 Kgf). L'entità della penetrazione in micrometri moltiplicata per 2 e sottratta a 100 dà il numero di durezza HRC. Dunque 40 HRC corrispondono ad un aumento della penetrazione di 30 microm, in quelle condizioni specifiche di carico e penetratore, dopo precarico adeguato. 
       Delle tre prove qui citate la più versatile, precisa, non distruttiva, per le modestissime dimensioni dell'impronta, e valida in un intervallo di durezze praticamente illimitato, è la prova Vickers, che si presta anche per le misure di microdurezza.Poiché lascia impronte molto piccole risente molto delle eterogeneità della provetta e risulta alquanto laboriosa; infatti per garantire una sufficiente precisione necessita d'una buona preparazione della superficie e della lettura delle impronte col microscopio almeno a 100 ingrandimenti. 
       La prova Brinell è meno laboriosa, ma può esser talvolta distruttiva per l'eccessiva dimensione delle impronte. Tuttavia risente meno delle variazioni legate alle eterogeneità microstrutturali tanto da costituire talvolta l'unica alternativa per i materiali fortemente eterogenei quali le ghise grigie. Ha un limite massimo d'affidabilità, perché oltre un certo valore il penetratore si può deformare (450-500 per la sfera d'acciaio temprato; 600 per la sfera WC). Non è valida se il diametro dell'impronta (d) risulta minore di 0,25 o superiore a 0,50 di quello della sfera (D). Valori ottenuti con sfere di diverso diametro sebbene caricate proporzionalmente (294D2 N) non sono generalmente paragonabili fra loro, salvo quando il diametro dell'impronta è prossimo ad un terzo di quello della sfera. In tal caso l'angolo, formato dalle due tangenti alla sfera nei punti d'intersezione con la linea ideale della superficie, sarebbe di 136°, cioè proprio quello scelto per il vertice del penetratore Vickers. La lettura del diametro dell'impronta richiede l'uso del microscopio, talvolta incorporato nel durometro, oppure portatile a 20 ingrandimenti almeno. Nonostante le limitazioni succitate la misura è relativamente semplice, affidabile e generalmente meno complicata di quella Vickers. 
       La prova Rockwell è la più semplice e rapida, ma anche la meno precisa ed affidabile. Infatti può dare valori errati per molteplici motivi; per esempio un cedimento dell'appoggio dovuto ad una qualsiasi causa (superficie ossidata o sporca, supporto cedevole, deformazioni elastiche, slittamenti, ecc.) darà misure in difetto. 

Valori di conversione di durezza e resistenza degli acciai