In generale
La durezza di materiali plastici ed ebanite può essere determinata utilizzando un penetratore sferico caricato secondo la norma ISO 2039-1 o la norma ISO 2039-2.
Nella norma ISO 2039-1 il valore di durezza viene determinato mediante la prova dell'impronta sferica. Dalla profondità di penetrazione misurata si calcola la superficie dell'impronta e quindi la durezza.
La norma ISO 2039-2 descrive la determinazione del valore di durezza con un durometro Rockwell utilizzando le scale di durezza Rockwell E, L, M e R, analogamente al metodo Rockwell.
Inquadramento della prova per materiali plastici
La prova per materiali plastici è una prova di durezza statica con le seguenti caratteristiche:
- Fa parte dei metodi normati (ISO 2039).
- Mit dem Verfahren wird im Makrobereich Härte geprüft, und zwar mit einer Prüfkraft zwischen 49–980,7 N.
- Si tratta di un metodo che misura la differenza di profondità di penetrazione, ovvero per determinare il valore di durezza di un provino si misura la profondità di penetrazione provocata dal penetratore.
Forma e materiale del penetratore: una sfera di acciaio, per la durezza Rockwell di diametro diverso a seconda del metodo Kugeldurchmesser.
Svolgimento della prova di durezza secondo la norma ISO 2039-1
In questo metodo di prova per materie plastiche il carico di prova totale viene applicato in due fasi. In questo modo, si dovrebbero escludere eventuali influssi dovuti sia alla ruvidezza della superficie del campione (ad es. scanalature sul campione), che all'errore di misura dovuto al gioco della misurazione della profondità di penetrazione.
La prova si svolge nel seguente modo:
1. Step di prova:
Per prima cosa si preme il penetratore con una pre-forza di prova di 9,8 N (chiamata anche pre-forza o pre-carico) fino alla profondità di penetrazione h0 nel campione da testare. h0 definisce il livello di riferimento (base) per la successiva misurazione della profondità di penetrazione (h).
2. Step di prova:
Successivamente si applica il carico di prova per il tempo di permanenza definito dalla norma e si misura la profondità di penetrazione. Selezionare la forza di prova tra i valori 49 N, 132 N, 358 N e 961 N in modo che, dopo un tempo di permanenza di 30 s, la profondità di penetrazione sia compresa tra 0,15 e 0,35 mm. Se, alla fine del tempo di permanenza della forza di prova, si misura una profondità di penetrazione inferiore a 0,15 mm o superiore a 0,35 mm, aumentare o ridurre rispettivamente la forza di prova.
Con la profondità di penetrazione h ottenuta si può calcolare la superficie dell'impronta, da cui si ricava l'indice di durezza (HB) secondo una formula definita nella norma. Le impronte devono essere ottenute in modo che vi sia una distanza sufficiente dal margine del provino (bordo) e tra le singole impronte (entrambe non inferiori a 10 mm).
Come si legge e si scrive il valore di durezza secondo la norma ISO 2039-1?
Il valore di durezza della prova per materiali plastici si compone di due elementi:
1. un valore di durezza numerico;
2. le due lettere maiuscole HB che stanno per "durezza secondo Rockwell";
esempio di scrittura e lettura di un valore di durezza:
45 HB
45 …valore di durezza
HB …indice di durezza in Newton per millimetro quadrato (N/mm²)
Svolgimento della prova di durezza secondo la norma ISO 2039-2
Nel metodo Rockwell il carico di prova totale viene applicato in due fasi. In questo modo, si dovrebbero escludere eventuali influssi dovuti sia alla ruvidezza della superficie del campione (ad es. scanalature sul campione), che all'errore di misura dovuto al gioco della misurazione della profondità di penetrazione.
La prova si svolge nel seguente modo:
1. Step di prova:
Per prima cosa si preme il penetratore con una pre-forza di prova di 98,07 N (chiamata anche pre-forza o pre-carico) fino alla profondità di penetrazione h0 nel campione da testare. h0 definisce il livello di riferimento (base) per la successiva misurazione della profondità di penetrazione residua (h).
2. Step di prova:
Successivamente si applica il carico di prova per il tempo di permanenza definito dalla norma (parecchi secondi), durante il quale il penetratore penetra nel campione fino alla profondità massima di penetrazione h1.
3. Step di prova:
Al termine del tempo di permanenza il carico di prova viene tolto nuovamente, il penetratore si muove verso l'alto in base alla quota elastica della profondità di penetrazione della forza di prova totale e si ferma all'altezza della profondità di penetrazione residua "h". Questa viene anche definita differenza di profondità (differenza di profondità di penetrazione prima e dopo l'applicazione della forza di prova). Con l'aiuto della profondità di penetrazione residua "h", viene calcolata la durezza Rockwell (HR) secondo una formula definita nella norma utilizzando la scala Rockwell.
Metodi secondo la norma ISO 2039-2
I singoli metodi si distinguono per:
- il diametro del penetratore a sfera;
- il valore della forza di prova (anche carico di prova) applicata
I metodi di prova risultanti utilizzano due diametri diversi della sfera (sfera in acciaio con i diametri: 6,35 e 12,7 mm) e due carichi di prova differenti (588,4 N e 980,7 N). La tabella seguente mostra i metodi di prova regolamentati dalla norma ISO 2039-2.
| Scala durezza Rockwell | Pre-carico [N] | Carico di prova [N] | Diametro del penetratore [mm] |
| R | 98,07 | 588,4 | 12,7 |
| L | 98,07 | 588,4 | 6,35 |
| M | 98,07 | 980,7 | 6,35 |
| E | 98,07 | 980,7 | 3,175 |
Come si legge e si scrive il valore di durezza secondo la norma ISO 2039-2?
Il valore di durezza si compone di due elementi:
1. un valore di durezza numerico;
2. le due lettere maiuscole HR che stanno per "durezza secondo Rockwell";
esempio di scrittura e lettura di un valore di durezza:
65 HR
65 …valore di durezza
HR …secondo Rockwell
