Quando si progettano parti metalliche, è importante specificarne la durezza. Tuttavia, molti ingegneri hanno solo una comprensione traballante di ciò che la durezza è in realtà, o come viene misurata. Ci sono buone ragioni per questo. Come vedremo, la durezza è un concetto un po ‘ traballante, e ci sono così tanti diversi metodi di prova di durezza di uso comune che è facile confondersi. Lo scopo di questo articolo è quello di aiutare a chiarire questa confusione.

In primo luogo, parliamo di ciò che la durezza non è. La durezza non ha nulla a che fare con la rigidità. Una parte in acciaio può avere una durezza alta o bassa, ma avrà sempre la stessa rigidità. Una parte in titanio può avere la stessa durezza di una parte in acciaio, ma avrà sempre circa la metà della rigidità dell’acciaio. La durezza di per sé non ha nulla a che fare con il fatto che un materiale sia fragile o duttile. Di due materiali con la stessa durezza, uno potrebbe essere fragile e l’altro duttile.

Qual è la durezza, allora? Per fornire una definizione un po ‘ circolare e non molto utile, è una misura di come un materiale esegue in un test di durezza. Questo ci porta al tema della prova di durezza.

Uno dei test di durezza più comunemente utilizzati negli Stati Uniti è stato sviluppato da Hugh Rockwell e Stanley Rockwell nel 1914. Sebbene non fossero fratelli o parenti, avere lo stesso cognome ha reso molto più facile trovare un nome per il test. Nel test Rockwell, un penetratore viene spinto in una superficie metallica con una data forza. La durezza è inversamente proporzionale alla profondità di penetrazione.

Esistono molte scale di durezza Rockwell, a seconda del tipo di penetratore e del carico utilizzato. Ad esempio, la scala Rockwell C utilizza un penetratore a forma di cono con punta diamantata con un carico di 150 kg. La scala Rockwell B utilizza un penetratore a sfera di diametro 1/16 di pollice con un carico di 100 kg. La scala Rockwell C è solitamente abbreviata HRC (Durezza Rockwell C), mentre la scala Rockwell B è abbreviata HRB (Durezza Rockwell B). Più alto è il numero, più duro è il materiale, ma solo rispetto ad altri numeri all’interno di una data scala. Ad esempio, un acciaio estremamente duro potrebbe avere una durezza di 64 HRC, mentre un acciaio abbastanza morbido potrebbe avere una durezza di 70 HRB.

Quale scala è meglio usare? Dipende da cosa stai misurando. La scala Rockwell C è buona per misurare l’acciaio temprato. Rockwell B è migliore per l’acciaio più morbido o l’alluminio relativamente duro. Per l’alluminio più morbido, potrebbe essere necessario utilizzare la scala Rockwell E (sfera di diametro 1/8 di pollice con un carico di 100 kg) o la scala Rockwell F (sfera di diametro 1/16 di pollice con un carico di 60 kg). Generalmente, maggiore è il penetratore o minore è il carico, migliore sarà una scala per i materiali morbidi.

Anche lo spessore del materiale è importante. Se stai cercando di misurare la durezza di una sottile striscia di materiale, non si desidera utilizzare un carico che spingerà il penetratore fino in fondo attraverso il materiale e dall’altra parte. Per questo motivo, esiste una serie di scale Rockwell superficiali che utilizzano carichi molto più bassi. Ad esempio, la scala Rockwell 15N utilizza un carico di 15 kg con un penetratore conico con punta diamantata.