Prova di durezza Rockwell secondo ISO 6508

Q: Quali penetratori vengono utilizzati nella prova di durezza Rockwell?

Nella prova di durezza Rockwell vengono utilizzati due tipi di penetratori a seconda della scala: un cono di diamante con un angolo di punta di 120° (per materiali duri) e sfere in metallo duro (carburo di tungsteno) con diametri di 1/16“, 1/8”, 1/4“ o 1/2”. La scelta dipende dalla durezza prevista e dalla composizione del materiale secondo la norma ISO 6508.

Q: Qual è la differenza tra Rockwell e Super Rockwell?

La differenza sostanziale risiede nell'intensità della forza di prova. Mentre il metodo Rockwell classico utilizza una forza preliminare di 10 kgf, il Super Rockwell (Superficial Rockwell) funziona con soli 3 kgf. Ciò consente di eseguire prove di durezza su lamiere estremamente sottili o strati superficiali temprati senza che il penetratore perfori il materiale o influenzi il nucleo.

Q: Qual è la scala Rockwell più comunemente utilizzata?

La scala HRC (Rockwell C) è il metodo più utilizzato al mondo per gli acciai temprati e gli utensili. Utilizza un cono di diamante e una forza di prova totale di 150 kgf. Per i metalli più morbidi come l'alluminio o l'ottone, invece, lo standard industriale è la scala HRB (Rockwell B) con una sfera di metallo duro e un carico di 100 kgf.

Q: Cosa significa l'abbreviazione HRC nella prova di durezza?

HRC sta per Hardness Rockwell Scale C. “HR” è l'abbreviazione del metodo di prova di durezza, mentre “C” definisce la scala specifica (cono di diamante/150 kgf). Un valore di durezza corretto secondo questo metodo è sempre indicato come combinazione di valore numerico e scala, ad esempio 60 HRC.

Q: Qual è lo spessore minimo di un campione per la prova di durezza Rockwell?

Come regola generale, lo spessore del materiale deve essere almeno dieci volte superiore alla profondità di penetrazione permanente. Se il campione è troppo sottile, si verifica il cosiddetto “effetto incudine”, in cui la durezza del supporto falsifica il risultato della misurazione. In questi casi è opportuno passare al metodo Super Rockwell con un carico di prova inferiore.

Q: Perché nella prova di durezza Rockwell è necessario applicare un precarico di prova?

Il precarico di prova (di solito 10 kgf o 3 kgf) serve ad eliminare gli effetti causati dalle caratteristiche superficiali del campione (ad es. rugosità o leggero sporco). Solo dopo aver applicato il precarico, il comparatore viene azzerato, rendendo la successiva misurazione della differenza di profondità estremamente precisa e riproducibile.

Q: Come viene documentata correttamente la durezza Rockwell secondo la norma ISO 6508?

Un valore di durezza conforme alle norme è composto dal valore numerico, dall'abbreviazione HR e dall'indicazione della scala. Dal 2015, quando si utilizza una sfera in metallo duro, viene aggiunta una “W” (per carburo di tungsteno). Esempio: 60 HRC (cono diamantato) o 90 HRBW (sfera in metallo duro).

Procedura della prova di durezza Rockwell:
Determinazione della durezza Rockwell HR

La prova di durezza Rockwell è un metodo di misurazione della profondità standardizzato a livello mondiale (ISO 6508 / ASTM E18) per determinare la durezza dei materiali metallici. A differenza dei metodi ottici come Brinell, Vickers o Knoop, la prova di durezza Rockwell misura la profondità di penetrazione permanente di un provino.

Il principio della durezza Rockwell è semplice: maggiore è la profondità di penetrazione del penetratore nella superficie del pezzo con una forza di prova costante, minore è la durezza del materiale. Il valore di durezza (HR) viene calcolato direttamente dalla differenza misurata. Grazie alla sua rapidità e automatizzabilità, questo metodo di prova di durezza secondo Rockwell è uno dei più efficienti nella moderna garanzia di qualità.

Procedura di prova di durezza Rockwell secondo ISO 6508 - Procedura in 3 fasi

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Caratteristiche e norme importanti della prova di durezza Rockwell

La prova di durezza Rockwell è definita come un metodo di prova di durezza statico ed è caratterizzata da parametri tecnici specifici. Rispetto ad altri metodi nel campo macro, si distingue per le seguenti caratteristiche:

Standardizzazione a livello mondiale: il metodo è conforme agli standard internazionali ISO 6508 e ASTM E18.
Campo di forza di prova: il metodo viene utilizzato per testare la durezza nel campo macro (forza di prova >= 49,03 N), con una forza di prova compresa tra 29,42 N e 1471 N.
Principio di misurazione: come classico metodo della differenza di profondità, la durezza Rockwell non viene determinata otticamente, ma tramite la profondità di penetrazione permanente causata dal penetratore.
Forma e materiale del penetratore: a seconda del metodo Rockwell, vengono utilizzati un cono di diamante (120°) o sfere di metallo duro.

Rockwell vs. Super Rockwell: differenze tra i due metodi

In linea di massima si distinguono due tipi di metodi: il classico Rockwell (Regular Rockwell) e il Super Rockwell (Superficial Rockwell). La differenza principale risiede nell'entità del carico e nella sensibilità della misurazione.

Rockwell (Regular): la precarica di prova standard è di 10 kgf. La forza totale varia a seconda della scala tra 60, 100 o 150 kgf.
Super Rockwell (Superficial): questo metodo utilizza una precarica di prova notevolmente inferiore, pari a soli 3 kgf. Il carico principale è qui di 15, 30 o 45 kgf.

Metodi di prova	Rockwell			Super Rockwell
Pre-carico di prova	10 kgf	10 kgf	10 kgf	3 kgf	3 kgf	3 kgf
Forza di prova totale	150 kgf	100 kgf	60 kgf	45 kgf	30 kgf	15 kgf

I valori di durezza Super Rockwell possono essere convertiti in Rockwell e viceversa. Il metodo Super Rockwell è stato inventato negli USA, ove è molto più diffuso nella pratica rispetto all'Europa. È particolarmente adatto per la prova di durezza di componenti e strati sottili in campioni il cui valore di durezza calcolato non rientra nella scala Rockwell regolare.

Rockwell Tabelle - Methoden und Anwendungen

Sono stati sviluppati diversi metodi Rockwell, in modo che il metodo Rockwell possa essere utilizzato nella pratica per un'ampia gamma di requisiti di prova. Questo vale sia per il metodo Rockwell classico che per il metodo Super Rockwell.

I singoli metodi di prova Rockwell si differenziano per i seguenti punti:

tipo e natura del penetratore (materiale, forma, geometria e diametro della sfera)
entità della forza totale applicata alla prova (detta anche carico principale o forza principale)
Divisione della scala per determinare la profondità di penetrazione - a seconda della scala Rockwell, l'unità di base h0 è di 100 o 130 unità, per cui un'unità (E) corrisponde a 0,002 mm o 0,001 mm.

Scala Rockwell	Punteruolo	Forza totale di prova (kgf)	Applicazioni tipiche e materiali
HRA	Cono diamantato 120°	60	Acciai e leghe cementati, metalli duri
HRBW	1/16" Sfera in metallo duro	100	Leghe di rame (Cu), acciai non temprati (negli Stati Uniti anche per acciai fino a circa 686 N/mm²)
HRC	Cono diamantato 120°	150	Acciai e leghe cementati, metalli duri (scala più comune)
HRD	Cono diamantato 120°	100	Acciai e leghe cementati, metalli duri
HREW	1/8" Sfera in metallo duro	100	Leghe di alluminio (Al), leghe di rame (Cu)
HRFW	1/16" Sfera in metallo duro	60	Lamiere di acciaio sottili e morbide
HRGW	1/16" Sfera in metallo duro	150	Bronzo, rame (Cu), ghisa
HRHW	1/8" Sfera in metallo duro	60	Alluminio (Al), zinco (Zn), piombo (Pb)
HRKW	1/8" Sfera in metallo duro	150	Metalli per cuscinetti e altri materiali molto morbidi o sottili, comprese le materie plastiche (secondo ASTM D785)
HRLW	1/4" Sfera in metallo duro	60
HRMW	1/4" Sfera in metallo duro	100
HRPW	1/4" Sfera in metallo duro	150
HRRW	1/2" Sfera in metallo duro	60
HRSW	1/2" Sfera in metallo duro	100
HRVW	1/2" Sfera in metallo duro	150

Come si legge e si rappresenta un valore di durezza Rockwell?

Un valore di durezza Rockwell è composto da tre elementi:

un valore numerico di durezza
le due lettere maiuscole HR, che stanno per “durezza Rockwell”
la denominazione della scala Rockwell, che definisce la combinazione tra il carico principale (forza totale di prova) e il tipo di penetratore utilizzato nel corrispondente metodo Rockwell.

Nota: i metodi di prova con un penetratore sferico devono essere contrassegnati con una “W” aggiuntiva dalla modifica della serie di norme ISO 6508 nel marzo 2015. La W fornisce informazioni sul materiale della sfera (carburo di tungsteno).

Esempi di rappresentazione e lettura di un valore di durezza Rockwell:

Secondo il metodo Rockwell “normale” (Regular Rockwell), metodo HRC:

45 HRC:

45 … valore di durezza
HR … secondo Rockwell
C … con carico principale 150 kgf e penetratore diamante 120°

Nach dem Super Rockwell-Verfahren (Superficial Rockwell), Methode HR30T:

80 HR30TW:

80 … valore di durezza
HR … secondo Rockwell
30 … con carico principale 30 kgf
TW … e penetratore sfera da 1/16 di pollice in carburo di tungsteno

Vantaggi e svantaggi del metodo Rockwell

Le prove Rockwell sono caratterizzate da numerosi vantaggi che le rendono particolarmente apprezzate nella pratica industriale:

Non è necessaria una complessa preparazione del campione, come il taglio, la molatura o l'inclusione.
Il valore di durezza determinato può essere letto direttamente - non è necessaria un'ulteriore valutazione ottica, come nel caso dei metodi Brinell, Vickers o Knoop.
Il metodo convince per la sua velocità ed economicità: il ciclo di prova è breve e i durometri Rockwell sono più convenienti di quelli ottici, poiché non richiedono ottiche complesse.

Nonostante i numerosi vantaggi, la prova di durezza Rockwell presenta anche alcuni svantaggi:

L'accuratezza del metodo può essere compromessa: anche piccoli errori di misura nella differenza di profondità possono portare a deviazioni significative nel valore di durezza determinato.
Il sito di prova deve essere assolutamente pulito e privo di impurità come scaglie, olio o corpi estranei per garantire un risultato affidabile.
Le condizioni del penetratore giocano un ruolo decisivo: l'usura o le deviazioni dalle specifiche standard influenzano il risultato. Pertanto, è possibile utilizzare solo penetratori certificati e calibrati.
Con materiali molto duri, è difficile distinguere le differenze di durezza con il metodo Rockwell, anche con una lettura esatta della scala Rockwell.