Come funziona il durometro a rimbalzo per metalli tipo Leeb
Introduzione
Il Durometro a rimbalzo (o Durometro Leeb) è uno strumento utilizzato per la misurazione della durezza dei metalli.
La determinazione della durezza dei materiali metallici secondo metodo Leeb è definita nelle norme ISO 16859 e ASTM A956. In questo metodo di prova dinamico, il rapporto tra la velocità di rimbalzo e la velocità di impatto di un penetratore in
movimento viene utilizzato per determinare la durezza. L’impronta generata dall’impatto varia a seconda del tipo di materiale oggetto di prova e dal tipo di sonda per durometro a rimbalzo
utilizzata.
Classificazione del test di durezza Leeb
Il test con durometro per metalli tipo Leeb è un metodo dinamico e presenta le seguenti caratteristiche:
- È una delle procedure standardizzate (ISO 16859, ASTM A956).
- La velocità di impatto è compresa tra 1,4 e 3,0 m/s, a seconda del metodo.
- È un metodo di prova a rimbalzo: viene misurata la velocità del penetratore prima e dopo l'impatto al fine di determinare la durezza di un campione metallico. Il rapporto tra la velocità di impatto e la velocità di rimbalzo è la misura della durezza Leeb di un campione.
- Forma e materiale del penetratore: carburo di tungsteno, ceramica, diamante, penetratore a sfera con raggi diversi.
Componenti sonda del durometro a rimbalzo
La sonda del durometro a rimbalzo tipo leeb è composta al suo interno da molteplici componenti:
- Struttura metallica a tubo dove risiedono i meccanismi
- Molla di spinta con carico pre-tarato a seconda della tipologia di sonda
- Meccanismo di innesco (attivazione) a baionetta
- Pulsante di rilascio massa impattante
- Penetratore
- Magnete
- Bobina
- Anello di supporto per una migliore adesione al campione oggetto di prova.
Procedura di misura con durometro per metalli
Nel test con durometro per metalli condotto secondo ISO 16859, un dispositivo (chiamato “sonda”) di impatto accelera un corpo di impatto sferico (chiamato “massa” o “penetratore”) utilizzando una molla di forza nota. La velocità del corpo dell'impatto è suddivisa in tre fasi:
- Fase di avvicinamento, durante la quale il corpo di impatto viene accelerato verso la superficie di prova mediante la forza della molla.
- Fase di impatto, durante la quale il corpo di impatto e il campione sono in contatto diretto. Il campione subisce una deformazione (chiamata “testimone” o “impronta”) elastica e plastica ed il corpo di impatto viene arrestato completamente. Il ritorno elastico del corpo di impatto sul campione ne provoca il rimbalzo.
- Fase di rimbalzo, durante la quale il corpo di impatto viene nuovamente accelerato dalla fase di impatto con l'energia rimanente.
Le velocità sono misurate senza contatto per mezzo di una tensione indotta, generata da un magnete mobile posto all’interno di una bobina nella sonda del durometro. Il segnale di tensione indotta
viene registrato elettronicamente ed i valori di picco, il punto della fase di impatto e il punto della fase di rimbalzo, vengono utilizzati per calcolare la durezza Leeb.
L’inventore svizzero di questo metodo, Dietmar Leeb, ha definito il valore di durezza Leeb, HL, come il rapporto tra la velocità di rimbalzo (Vr) e la velocità d’impatto (Vi)
moltiplicato per mille. Formula: HL = (Vr/Vi)x1000
Scale di misura durezza e metodi di prova
I singoli metodi di prova di durezza si distinguono tra loro per:
- Materiale e forma del penetratore dell'unità di impatto del durometro
- Velocità di impatto
Le differenze tra i singoli metodi sono riportate nella tabella seguente.
| Scala/Metodo di prova | Energia di impatto (mJ) | Velocità di impatto (m/s) | Velocità di rimbalzo (m/s) | Distanza massima tra penetratore e campione (mm) | Massa penetratore (g) | Raggio sferico (mm) | Materiale penetratore | Campo di applicazione |
| HLD | 11,5 | 2,05 | 0,615 – 1,8245 | 2,00 | 5,45 | 1,5 | WC-Co | 300 – 890 HLD |
| HLS | 11,4 | 2,05 | 0,82 – 1,886 | 2,00 | 5,40 | 1,5 | C | 400 – 920 HLS |
| HLE | 11,5 | 2,05 | 0,615 – 1,886 | 2,00 | 5,45 | 1,5 | PCD | 300 – 920 HLE |
| HLDL | 11,95 | 1,82 | 1,1092 – 1,729 | 2,00 | 7,25 | 1,39 | WC-Co | 560 – 950 HLDL |
| HLD+15 | 11,2 | 1,7 | 0,561 – 1,513 | 2,00 | 7,75 | 1,5 | WC-Co | 330 – 890 HLD+15 |
| HLC | 3,0 | 1,4 | 0,49 – 1,344 | 2,00 | 3,1 | 1,5 | WC-Co | 350 – 960 HLC |
| HLG | 90,0 | 3,0 | 0,9 – 2,25 | 3,0 | 20,0 | 2,5 | WC-Co | 300 – 750 HLG |
Come viene letto il valore di durezza Leeb
Il valore risultante da prova con durometro per metalli tipo Leeb è costituito da tre parti:
- Due lettere maiuscole “HL” che indicano “Durezza secondo Leeb”, in inglese: "Hardness according to Leeb";
- Tipologia di scala Leeb che definisce la tipologia di sonda utilizzata ed i parametri tecnici associati
- Valore di durezza numerico
Esempio di lettura di valore di durezza:
HLD 700
HL -> secondo Leeb
D -> Metodo Leeb con corpo sferico a impatto di carburo di tungsteno con un raggio sferico di 1,5 mm ed un peso di 5,45 g.
700 -> Valore di durezza
Applicazione pratica del valore rilevato
Per motivi di applicazione pratica solitamente l’operatore, laddove è possibile, effettua una conversione di durezza del dato rilevato con il durometro a rimbalzo per metalli in molteplici scale comuni, come ad esempio Vickers (HV), Brinell (HB), Rockwell (HRC).
Leggi anche: Tabella conversione durezze secondo ASTM A370
Durometri a rimbalzo per metalli Vulcanoline
Durometro per metalli con sonda esterna tipo D modello VLDR180:
- Scale misurabili: HLD, HB, HRB, HRC, HV, HS
- Funzione di misura di tensione di snervamento
- Sonda esterna intercambiabile
- Sonda tipo D, campione di calibrazione metallico inclusi
Durometro a rimbalzo per metalli con schermo touchscreen modello VLDR550:
- Scale misurabili: HLD, HB, HRB, HRC, HV, HS
- Funzione di misura carico di rottura
- Sonda esterna intercambiabile
- Sonda tipo D, stampante, pennino, campione di calibrazione metallico inclusi
Durometro a rimbalzo per metalli ultra compatto modello VLDR650 :
- Sonda integrata a scelta
- Stampante, campione di calibrazione metallico inclusi
Copyright by © Vulcanoline All rights reserved