Perché misuriamo la durezza nei materiali? Capire come si confrontano le scale di durezza Rockwell (HRC) e Brinell (HB) è fondamentale per selezionare i materiali giusti in ingegneria. Questo articolo esplora le differenze tra questi due comuni test di durezza, spiegandone le applicazioni e i metodi di conversione. Alla fine, saprete come interpretare questi valori di durezza per una migliore selezione dei materiali nei vostri progetti.
La durezza è un indicatore di prestazione utilizzato per misurare la morbidezza o la durezza dei materiali. Esistono molti metodi di prova della durezza, ognuno con principi diversi, che danno luogo a valori di durezza e significati non esattamente identici.
La più comune è la prova di durezza per indentazione a carico statico, ovvero la durezza Brinell (HB), la durezza Rockwell (HRA, HRB, HRC), la durezza Vickers (HV) e la durezza della gomma plastica, tra cui la durezza Shore (HA, HD). Questi valori di durezza rappresentano la resistenza della superficie del materiale alla penetrazione di un oggetto duro.
Le più diffuse durezza Leeb (HL) e durezza Shore (HS) appartengono al test di durezza per rimbalzo; i loro valori rappresentano l'entità del lavoro di deformazione elastica del metallo.
Pertanto, la durezza non è una pura grandezza fisica, ma un indicatore di prestazione completo che riflette l'elasticità, la plasticità, la resistenza e la tenacità del materiale.
Il codice per durezza del metallo (durezza) è H. A seconda del metodo di prova della durezza,
La durezza Brinell (HB) viene generalmente utilizzata quando il materiale è più morbido, come i metalli non ferrosi o l'acciaio prima del trattamento termico o dopo il trattamento termico. ricottura. La durezza Rockwell (HRC) è generalmente utilizzata per i materiali con durezza superiore, come la durezza post-trattamento termico.
La durezza Brinell (HB) utilizza un determinato carico di prova per premere una sfera di acciaio temprato o di lega dura di un certo diametro sulla superficie metallica da testare, tenerla per un tempo specifico, quindi scaricarla e misurare il diametro dell'impronta sulla superficie testata.
Il valore della durezza Brinell è il quoziente ottenuto dividendo il carico per la superficie sferica dell'indentazione.
In genere si tratta di: utilizzare un certo carico (generalmente 3000 kg) per premere una sfera di acciaio temprato di determinate dimensioni (generalmente 10 mm di diametro) sulla superficie del materiale, mantenerla per un po', scaricarla e il rapporto tra il carico e l'area di impronta è il valore di durezza Brinell (HB), l'unità di misura è kgf/mm2 (N/mm).2).
La durezza Rockwell (HR-) utilizza la profondità di deformazione plastica dell'indentazione per determinare l'indice di durezza. L'unità di durezza è 0,002 mm.
Quando HB > 450 o il campione è troppo piccolo, la prova di durezza Brinell non può essere utilizzata e si deve adottare la misurazione della durezza Rockwell.
Utilizza un cono di diamante con un angolo di apice di 120° o una sfera d'acciaio con un diametro di 1,59, 3,18 mm, sotto un determinato carico, per premere sulla superficie del materiale da testare; la durezza del materiale viene calcolata in base alla profondità dell'impronta.
In base alla diversa durezza del materiale in esame, viene espressa in tre diverse scale:
Inoltre:
(1) HRC si riferisce alla scala Rockwell C.
(2) HRC e HB sono ampiamente utilizzati nella produzione.
(3) La gamma HRC è HRC 20-67, equivalente a HB225-650.
Se la durezza è superiore a questo intervallo, si utilizza la scala di durezza Rockwell A HRA. Se la durezza è inferiore a questo intervallo, si utilizza la scala di durezza Rockwell B HRB. Il limite superiore della durezza Brinell è HB650 e non può superare questo valore.
(4) Il penetratore del tester di durezza Rockwell scala C è un cono di diamante a 120° e il carico di prova è un valore fisso, lo standard cinese è 150 kgf.
Il penetratore del misuratore di durezza Brinell è costituito da una sfera di acciaio temprato (HBS) o da un lega dura (HBW) e il carico di prova varia con il diametro della sfera, da 3000 a 31,25 kgf.
(5) La durezza Rockwell è caratterizzata da piccole tacche, il valore misurato è locale, il valore medio deve essere ottenuto misurando diversi punti, adatto a prodotti finiti e lastre sottili, appartenente alla categoria dei test non distruttivi.
L'indentazione della durezza Brinell è più grande, il valore misurato è accurato, non è adatto per prodotti finiti e lastre sottili, in genere non appartiene alla categoria dei test non distruttivi.
(6) Il valore di durezza Rockwell è un numero senza nome, senza unità di misura. (Pertanto, non è corretto riferirsi alla durezza Rockwell in termini di gradi).
La durezza Brinell ha un'unità di misura e ha una certa relazione approssimativa con la resistenza alla trazione.
(7) La durezza Rockwell viene visualizzata direttamente sul quadrante o può essere visualizzata digitalmente, è comoda da usare, veloce, intuitiva, adatta alla produzione di massa.
La durezza Brinell richiede la misurazione del diametro dell'impronta con un microscopio, quindi la consultazione della tabella o il calcolo; l'operazione è più complicata.
(8) In determinate condizioni, HB e HRC possono essere convertiti consultando la tabella. La formula del calcolo mentale può essere approssimativamente ricordata come: 1HRC≈1/10HB.
Secondo lo standard tedesco DIN50150, di seguito è riportata la tabella di confronto della resistenza alla trazione con la durezza Vickers, la durezza Brinell e la durezza Rockwell per i materiali d'acciaio comunemente utilizzati:
Resistenza alla trazione Rm N/mm2 | HV | HB | HRC |
| 250 | 80 | 76.0 | – |
| 270 | 85 | 80.7 | – |
| 285 | 90 | 85.2 | – |
| 305 | 95 | 90.2 | – |
| 320 | 100 | 95.0 | – |
| 335 | 105 | 99.8 | – |
| 350 | 110 | 105 | – |
| 370 | 115 | 109 | – |
| 380 | 120 | 114 | – |
| 400 | 125 | 119 | – |
| 415 | 130 | 124 | – |
| 430 | 135 | 128 | – |
| 450 | 140 | 133 | – |
| 465 | 145 | 138 | – |
| 480 | 150 | 143 | – |
| 490 | 155 | 147 | – |
| 510 | 160 | 152 | – |
| 530 | 165 | 156 | – |
| 545 | 170 | 162 | – |
| 560 | 175 | 166 | – |
| 575 | 180 | 171 | – |
| 595 | 185 | 176 | – |
| 610 | 190 | 181 | – |
| 625 | 195 | 185 | – |
| 640 | 200 | 190 | – |
| 660 | 205 | 195 | – |
| 675 | 210 | 199 | – |
| 690 | 215 | 204 | – |
| 705 | 220 | 209 | – |
| 720 | 225 | 214 | – |
| 740 | 230 | 219 | – |
| 755 | 235 | 223 | – |
| 770 | 240 | 228 | 20.3 |
| 785 | 245 | 233 | 21.3 |
| 800 | 250 | 238 | 22.2 |
| 820 | 255 | 242 | 23.1 |
| 835 | 260 | 247 | 24.0 |
| 850 | 265 | 252 | 24.8 |
| 865 | 270 | 257 | 25.6 |
| 880 | 275 | 261 | 26.4 |
| 900 | 280 | 266 | 27.1 |
| 915 | 285 | 271 | 27.8 |
| 930 | 290 | 276 | 28.5 |
| 950 | 295 | 280 | 29.2 |
| 965 | 300 | 285 | 29.8 |
| 995 | 310 | 295 | 31.0 |
| 1030 | 320 | 304 | 32.2 |
| 1060 | 330 | 314 | 33.3 |
| 1095 | 340 | 323 | 34.4 |
| 1125 | 350 | 333 | 35.5 |
| 1115 | 360 | 342 | 36.6 |
| 1190 | 370 | 352 | 37.7 |
| 1220 | 380 | 361 | 38.8 |
| 1255 | 390 | 371 | 39.8 |
| 1290 | 400 | 380 | 40.8 |
| 1320 | 410 | 390 | 41.8 |
| 1350 | 420 | 399 | 42.7 |
| 1385 | 430 | 409 | 43.6 |
| 1420 | 440 | 418 | 44.5 |
| 1455 | 450 | 428 | 45.3 |
| 1485 | 460 | 437 | 46.1 |
| 1520 | 470 | 447 | 46.9 |
| 1555 | 480 | (456) | 47.7 |
| 1595 | 490 | (466) | 48.4 |
| 1630 | 500 | (475) | 49.1 |
| 1665 | 510 | (485) | 49.8 |
| 1700 | 520 | (494) | 50.5 |
| 1740 | 530 | (504) | 51.1 |
| 1775 | 540 | (513) | 51.7 |
| 1810 | 550 | (523) | 52.3 |
| 1845 | 560 | (532) | 53.0 |
| 1880 | 570 | (542) | 53.6 |
| 1920 | 580 | (551) | 54.1 |
| 1955 | 590 | (561) | 54.7 |
| 1995 | 600 | (570) | 55.2 |
| 2030 | 610 | (580) | 55.7 |
| 2070 | 620 | (589) | 56.3 |
| 2105 | 630 | (599) | 56.8 |
| 2145 | 640 | (608) | 57.3 |
| 2180 | 650 | (618) | 57.8 |
| 660 | 58.3 | ||
| 670 | 58.8 | ||
| 680 | 59.2 | ||
| 690 | 59.7 | ||
| 700 | 60.1 | ||
| 720 | 61.0 | ||
| 740 | 61.8 | ||
| 760 | 62.5 | ||
| 780 | 63.3 | ||
| 800 | 64.0 | ||
| 820 | 64.7 | ||
| 840 | 65.3 | ||
| 860 | 65.9 | ||
| 880 | 66.4 | ||
| 900 | 67.0 | ||
| 920 | 67.5 | ||
| 940 | 68.0 |
| Barcol | Brinell | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 mm | 5 kg | B | |||||
| 934-1 | 500 kg | B | E | F | H | |||
| 35 | 21 | 32 | ||||||
| 36 | 22 | 35 | ||||||
| 37 | 23 | 37 | ||||||
| 38 | 24 | 40 | ||||||
| 39 | 25 | 42 | ||||||
| 40 | 25 | 26 | 45 | |||||
| 41 | 25 | 27 | 47 | |||||
| 42 | 26 | 28 | 49 | |||||
| 43 | 27 | 29 | 51 | |||||
| 44 | 27 | 30 | 54 | |||||
| 45 | 28 | 30 | 56 | |||||
| 46 | 29 | 31 | 58 | |||||
| 47 | 30 | 32 | 23 | 60 | ||||
| 48 | 30 | 33 | 0.7 | 26 | 62 | |||
| 49 | 31 | 34 | 1.3 | 28 | 64 | |||
| 50 | 32 | 35 | 1.9 | 31 | 66 | |||
| 51 | 33 | 36 | 2.5 | 34 | 68 | |||
| 52 | 34 | 38 | 3.1 | 36 | 70 | |||
| 53 | 35 | 39 | 3.6 | 39 | 30 | 72 | ||
| 54 | 37 | 40 | 4.2 | 41 | 34 | 73 | ||
| 55 | 38 | 41 | 4.7 | 44 | 37 | 75 | ||
| 56 | 39 | 43 | 5.3 | 46 | 40 | 77 | ||
| 57 | 40 | 44 | 5.8 | 48 | 43 | 78 | ||
| 58 | 42 | 45 | 6.3 | 50 | 46 | 80 | ||
| 59 | 43 | 47 | 6.8 | 53 | 48 | 82 | ||
| 60 | 45 | 49 | 7.3 | 55 | 51 | 83 | ||
| 61 | 46 | 50 | 7.8 | 57 | 54 | 85 | ||
| 62 | 48 | 52 | 8.3 | 59 | 56 | 86 | ||
| 63 | 50 | 54 | 8.8 | 61 | 59 | 88 | ||
| 64 | 51 | 56 | 9.2 | 63 | 61 | 89 | ||
| 65 | 53 | 58 | 9.7 | 65 | 63 | 90 | ||
| 66 | 55 | 60 | 10.1 | 67 | 66 | 92 | ||
| 67 | 57 | 62 | 10.6 | 69 | 68 | 93 | ||
| Barcol | Vickers | Webster | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 mm | 5 kg | B | ||||
| 934-1 | 500 kg | B | E | F | H | ||
| 68 | 60 | 65 | 11 | 71 | 70 | 94 | |
| 69 | 62 | 67 | 11.4 | 73 | 72 | 95 | |
| 70 | 64 | 70 | 11.8 | 17 | 75 | 74 | 97 |
| 71 | 67 | 72 | 12.2 | 23 | 76 | 75 | 98 |
| 72 | 69 | 75 | 12.6 | 28 | 78 | 77 | 99 |
| 73 | 72 | 78 | 12.9 | 33 | 80 | 79 | 100 |
| 74 | 75 | 81 | 13.3 | 38 | 81 | 80 | 101 |
| 75 | 78 | 85 | 13.7 | 42 | 83 | 82 | 102 |
| 76 | 80 | 88 | 14 | 47 | 84 | 83 | 103 |
| 77 | 84 | 92 | 14.3 | 51 | 86 | 85 | 104 |
| 78 | 87 | 95 | 14.7 | 55 | 87 | 86 | 105 |
| 79 | 90 | 99 | 15 | 59 | 89 | 88 | 106 |
| 80 | 94 | 103 | 15.3 | 63 | 90 | 89 | 106 |
| 81 | 97 | 108 | 15.6 | 66 | 91 | 90 | 107 |
| 82 | 101 | 112 | 15.9 | 70 | 92 | 91 | 108 |
| 83 | 105 | 117 | 16.2 | 73 | 94 | 92 | 109 |
| 84 | 109 | 121 | 16.4 | 76 | 95 | 93 | 109 |
| 85 | 113 | 126 | 16.7 | 79 | 96 | 94 | 110 |
| 86 | 117 | 131 | 16.9 | 81 | 97 | 95 | 111 |
| 87 | 121 | 137 | 17.2 | 84 | 98 | 96 | 111 |
| 88 | 126 | 142 | 17.4 | 86 | 99 | 97 | 112 |
| 89 | 130 | 17.6 | 88 | 100 | 98 | 112 | |
| 90 | 135 | 17.8 | 90 | 101 | 98 | 113 | |
| 91 | 140 | 18 | 102 | 99 | 114 | ||
| 92 | 145 | 18.2 | 103 | 100 | |||
| 93 | 18.4 | 103 | 100 | ||||
| 94 | 18.6 | 104 | 101 | ||||
| 95 | 18.7 | 105 | 102 | ||||
| 96 | 18.9 | 106 | 102 | ||||
| 97 | 19 | 106 | 103 | ||||
| 98 | 19.2 | 107 | |||||
| 98 | 19.3 | 107 | |||||
| 100 | 19.4 | 108 | |||||
| HB | HV | HRA | HRB | HRC | HRD | HS | Resistenza alla trazione MPa | |
| Sfera standard | Sfera in carburo di tungsteno | |||||||
| – | – | 940 | 85.6 | – | 68 | 76.9 | 97 | – |
| – | – | 920 | 85.3 | – | 67.5 | 76.5 | 96 | – |
| – | – | 900 | 85 | – | 67 | 76.1 | 95 | – |
| – | -767 | 880 | 84.7 | – | 66.4 | 75.7 | 93 | – |
| – | -757 | 860 | 84.4 | – | 65.9 | 75.3 | 92 | – |
| – | -745 | 840 | 84.1 | – | 65.3 | 74.8 | 91 | – |
| – | -733 | 820 | 83.8 | – | 64.7 | 74.3 | 90 | – |
| – | -722 | 800 | 83.4 | – | 64 | 73.8 | 88 | – |
| – | -712 | – | – | – | – | – | – | – |
| – | -710 | 780 | 83 | – | 63.3 | 73.3 | 87 | – |
| – | -698 | 760 | 82.6 | – | 62.5 | 72.6 | 86 | – |
| – | -684 | 740 | 82.2 | – | 61.8 | 72.1 | – | – |
| – | -682 | 737 | 82.2 | – | 61.7 | 72 | 84 | – |
| – | -670 | 720 | 81.8 | – | 61 | 71.5 | 83 | – |
| – | -656 | 700 | 81.3 | – | 60.1 | 70.8 | – | – |
| – | -653 | 697 | 81.2 | – | 60 | 70.7 | 81 | – |
| – | -647 | 690 | 81.1 | – | 59.7 | 70.5 | – | – |
| – | -638 | 680 | 80.8 | – | 59.2 | 70.1 | 80 | – |
| – | 630 | 670 | 80.6 | – | 58.8 | 69.8 | – | – |
| – | 627 | 667 | 80.5 | – | 58.7 | 69.7 | 79 | – |
| – | – | 677 | 80.7 | – | 59.1 | 70 | – | – |
| – | 601 | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | 77 | – |
| – | – | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | – | – |
| – | 578 | 615 | 79.1 | – | 56 | 67.7 | 75 | – |
| – | – | 607 | 78.8 | – | 55.6 | 67.4 | – | – |
| – | 555 | 591 | 78.4 | – | 54.7 | 66.7 | 73 | 2055 |
| – | – | 579 | 78 | – | 54 | 66.1 | – | 2015 |
| – | 534 | 569 | 77.8 | – | 53.5 | 65.8 | 71 | 1985 |
| – | – | 533 | 77.1 | – | 52.5 | 65 | – | 1915 |
| – | 514 | 547 | 76.9 | – | 52.1 | 64.7 | 70 | 1890 |
| -495 | – | 539 | 76.7 | – | 51.6 | 64.3 | – | 1855 |
| – | – | 530 | 76.4 | – | 51.1 | 63.9 | – | 1825 |
| – | 495 | 528 | 76.3 | – | 51 | 63.8 | 68 | 1820 |
| -477 | – | 516 | 75.9 | – | 50.3 | 63.2 | – | 1780 |
| – | – | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | – | 1740 |
| – | 477 | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | 66 | 1740 |
| -461 | – | 495 | 75.1 | – | 48.8 | 61.9 | – | 1680 |
| – | – | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | – | 1670 |
| – | 461 | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | 65 | 1670 |
| 444 | – | 474 | 74.3 | – | 47.2 | 61 | – | 1595 |
| – | – | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | – | 1585 |
| – | 444 | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | 63 | 1585 |
| 429 | 429 | 455 | 73.4 | – | 45.7 | 59.7 | 61 | 1510 |
| 415 | 415 | 440 | 72.8 | – | 44.5 | 58.8 | 59 | 1460 |
| 401 | 401 | 425 | 72 | – | 43.1 | 57.8 | 58 | 1390 |
| 388 | 388 | 410 | 71.4 | – | 41.8 | 56.8 | 56 | 1330 |
| 375 | 375 | 396 | 70.6 | – | 40.4 | 55.7 | 54 | 1270 |
| 363 | 363 | 383 | 70 | – | 39.1 | 54.6 | 52 | 1220 |
| 352 | 352 | 372 | 69.3 | -110 | 37.9 | 53.8 | 51 | 1180 |
| 341 | 341 | 360 | 68.7 | -109 | 36.6 | 52.8 | 50 | 1130 |
| 331 | 331 | 350 | 68.1 | -108.5 | 35.5 | 51.9 | 48 | 1095 |
| 321 | 321 | 339 | 67.5 | -108 | 34.3 | 51 | 47 | 1060 |
| 311 | 311 | 328 | 66.9 | -107.5 | 33.1 | 50 | 46 | 1025 |
| 302 | 302 | 319 | 66.3 | -107 | 32.1 | 49.3 | 45 | 1005 |
| 293 | 293 | 309 | 65.7 | -106 | 30.9 | 48.3 | 43 | 970 |
| 285 | 285 | 301 | 65.3 | -105.5 | 29.9 | 47.6 | – | 950 |
| 277 | 277 | 292 | 64.6 | -104.5 | 28.8 | 46.7 | 41 | 925 |
| 269 | 269 | 284 | 64.1 | -104 | 27.6 | 45.9 | 40 | 895 |
| 262 | 262 | 276 | 63.6 | -103 | 26.6 | 45 | 39 | 875 |
| 255 | 255 | 269 | 63 | -102 | 25.4 | 44.2 | 38 | 850 |
| 248 | 248 | 261 | 62.5 | -101 | 24.2 | 43.2 | 37 | 825 |
| 241 | 241 | 253 | 61.8 | 100 | 22.8 | 42 | 36 | 800 |
| 235 | 235 | 247 | 61.4 | 99 | 21.7 | 41.4 | 35 | 785 |
| 229 | 229 | 241 | 60.8 | 98.2 | 20.5 | 40.5 | 34 | 765 |
| 223 | 223 | 234 | – | 97.3 | -18.8 | – | – | |
| 217 | 217 | 228 | – | 96.4 | -17.5 | – | 33 | 725 |
| 212 | 212 | 222 | – | 95.5 | -16 | – | – | 705 |
| 207 | 207 | 218 | – | 94.6 | -15.2 | – | 32 | 690 |
| 201 | 201 | 212 | – | 93.8 | -13.8 | – | 31 | 675 |
| 197 | 197 | 207 | – | 92.8 | -12.7 | – | 30 | 655 |
| 192 | 192 | 202 | – | 91.9 | -11.5 | – | 29 | 640 |
| 187 | 187 | 196 | – | 90.7 | -10 | – | – | 620 |
| 183 | 183 | 192 | – | 90 | -9 | – | 28 | 615 |
| 179 | 179 | 188 | – | 89 | -8 | – | 27 | 600 |
| 174 | 174 | 182 | – | 87.8 | -6.4 | – | – | 585 |
| 170 | 170 | 178 | – | 86.8 | -5.4 | – | 26 | 570 |
| 167 | 167 | 175 | – | 86 | -4.4 | – | – | 560 |
| 163 | 163 | 171 | – | 85 | -3.3 | – | 25 | 545 |
| 156 | 156 | 163 | – | 82.9 | -0.9 | – | – | 525 |
| 149 | 149 | 156 | – | 80.8 | – | – | 23 | 505 |
| 143 | 143 | 150 | – | 78.7 | – | – | 22 | 490 |
| 137 | 137 | 143 | – | 76.4 | – | – | 21 | 460 |
| 131 | 131 | 137 | – | 74 | – | – | – | 450 |
| 126 | 126 | 132 | – | 72 | – | – | 20 | 435 |
| 121 | 121 | 127 | – | 69.8 | – | – | 19 | 415 |
| 116 | 116 | 122 | – | 67.6 | – | – | 18 | 400 |
| 111 | 111 | 117 | – | 65.7 | – | – | 15 | 385 |
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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