Brinell

Svolgimento della prova di durezza Brinell

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Nella prova di durezza Brinell, un metodo ottico, si misura la dimensione dell'impronta lasciata dal penetratore. Rispetto al metodo Vickers, anch'esso un metodo ottico,in cui un penetratore piramidale viene spinto in un campione, nel metodo Brinell si utilizza un penetratore sferico.

Maggiore è l'impronta lasciata dal penetratore Brinell sulla superficie di un pezzo (un campione) a una forza di prova definita e con un diametro della sfera definito, più il materiale testato è morbido.

Secondo la norma ISO 6506, per determinare la durezza secondo Brinell (HBW) il penetratore sferico in metallo duro (carburo di tungsteno) viene spinto in un campione (pezzo) con un carico di prova definito (compreso tra 1 kgf e 3000 kgf).

La durezza Brinell HBW si ricava dal quoziente tra la forza di prova applicata F (espressa in Newton (N)) e la superficie dell'impronta lasciata sul campione (la proiezione dell'impronta) dopo aver tolto la forza di prova applicata (v. formula in basso). Per calcolare la superficie dell'impronta sferica si utilizza il valore medio aritmetico "d" di due diagonali ortogonali tra loro d1 e d2 (in mm), perché spesso la base delle impronte Brinell non è un esattamente tonda.

Principio di funzionamento Brinell
Principio di funzionamento Brinell

In pratica, per determinare il valore di durezza non si calcola la formula per ogni singola prova. In alternativa, il valore di durezza si può leggere da tabelle e mediante un software di misura appositamente programmato, che visualizzano il valore di durezza in funzione del diametro medio dell'impronta "d" per tutti i diametri della sfera e i carichi di prova regolamentati (v. anche il poster con la tabella comparativa di durezza).

Selezionare la forza di prova in modo che il diametro medio dell'impronta d sia compreso tra 0,24 D e 0,6 D.

Per poter rispettare questi limiti è necessario mettere a punto tra loro la forza di prova e il diametro della sfera. In questo modo, si ottengono diversi indici di forza di diametro (chiamati anche gradi di sollecitazione o fattori di carico) all'interno del metodo Brinell, in cui il quoziente tra forza di prova e quadrato del diametro della sfera viene mantenuto costante: B = 0,102*F/D2. I cinque indici di forza di diametro più comuni sono 1, 2,5, 5, 10 e 30. La prova di un materiale con diametri della sfera e forze di prova differenti deve essere eseguita entro l'indice di forza di diametro per ottenere risultati di misura direttamente confrontabili (v. tabella riepilogativa "Metodi Brinell e applicazioni").

Selezionare il diametro della sfera in modo che l'impronta comprenda un'area di materiale possibilmente grande (rappresentativa per il campione).

Secondo la norma (ISO 6506) il carico di prova deve essere aumentato al valore finale entro un minimo di 2 e un massimo di 8 secondi. Il tempo di permanenza del carico di prova è solitamente compreso tra 10 e 15 secondi (s). Se il tempo di permanenza è superiore, occorre indicarne la durata in secondi nel valore di durezza, ad es.: 210 HBW 5/250/30 (tempo di permanenza di 30 s).