Prove meccaniche
Prova di trazione
La prova, eseguita a temperatura ambiente o, più raramente, a temperature superiori o inferiori, consiste nel sottoporre una provetta a rottura per mezzo di uno sforzo di trazione generato da una macchina di prova di tipo meccanico o idraulico.
Le caratteristiche delle provette e le modalità della prova sono descritte in dettaglio dalla norma EN ISO 6892-1:2009.
La tabella riporta solo le grandezze di maggiore interesse per i prodotti Rodacciai. La provetta è ottenuta mediante lavorazione meccanica di un saggio prelevato dal prodotto, ma barre e fili fino ad un certo diametro possono essere testati senza lavorazione. La provetta è quindi in genere a sezione circolare, ma in caso di profili esagonali o quadri può avere anche sezioni di questo tipo.
Le provette proporzionali hanno lunghezza iniziale L0 proporzionale alla sezione iniziale S0:
L0 = 5.65 S0
Per diametri inferiori a 4mm (L0 < 4mm) si utilizzano provette non proporzionali con lunghezza di 100mm, indipendente dall'area della sezione iniziale.
Con la prova di trazione si possono determinare le seguenti caratteristiche meccaniche:
| Grandezza | Simbolo | Unità di misura | Descrizione |
| Carico unitario di rottura | Rm | MPa (N/mm2) | Detto anche "resistenza a trazione", è il rapporto tra la massima forza applicata dalla macchina e la sezione iniziale della provetta |
| Carico unitario di snervamento | Rs | MPa (N/mm2) | Rilevabile solo quando il materiale presenta il fenomeno dello snervamento (non esiste negli acciai trafilati nè negli inossidabili) |
| Carico unitario di scostamento dalla proporzionalità | Rp | MPa (N/mm2) | Rilevabile su acciai trafilati e su acciai inossidabili, in sostituzione di Rs È il carico al quale corrisponde una estensione non proporzionale pari ad una percentuale prescritta della lunghezza L0 |
| Rp(0,2) | MPa (N/mm2) | Carico al quale corrisponde una estensione non proporzionale pari ad una percenutale dello 0,2% della lunghezza L0 | |
| Rp(1,0) | MPa (N/mm2) | Carico al quale corrisponde una estensione non proporzionale pari a una percentuale dell'1% della lunghezza L0 | |
| Allungamento percentuale dopo rottura | A | % | Allungamento permanente della lunghezza L0, espresso in percento della lunghezza L0 |
| A5 | % | Allungamento permanente per provette proporzionali con lunghezza L0 pari a 5 volte il diametro | |
| A4 | % | Allungamento permanente per provette proporzionali con lunghezza L0 pari a 4 volte il diametro | |
| A0 | % | Allungamento permanente per provette non proporzionali con lunghezza L0 pari a 100mm (usato per diametri inferiori a 4mm) | |
| Coefficiente percentuale di strizione | Z | % | Rapporto tra la variazione massima dell'area della sezione trasversale e l'area della sezione iniziale S0, espresso in percento |
Prova di durezza
La durezza può essere definita come la resistenza opposta dal materiale alla penetrazione di un corpo.
Le prove di durezza si differenziano per la forma del penetratore, i carichi applicati e le modalità di misurazione: i dettagli sono descritti nelle relative norme.
Le prove di durezza vengono eseguite su una superficie piana della provetta, dopo opportuna preparazione della superficie tanto più accurata quanto minori sono i carichi applicati. Le impronte devono avere una distanza minima dal bordo delle provetta e tra di loro.
Nel pdf scaricabile in fondo alla pagina sono disponibili maggiori informazioni sulle prove illustrate in tabella, così come le tabelle di conversione tra i valori delle durezze ottenuti con i diversi sistemi.
| Prova di durezza e norma di riferimento | Simbolo ed esempi | Descrizione |
| Brinell UNI EN ISO 6506-1 | HB | Si preme un penetratore (biglia sferica in acciaio o in carburi) sulla superficie della provetta sotto un determinato carico e si misura il diametro dell'impronta lasciata dopo aver tolto il carico. |
| HB 10/300 | Durezza Brinell misurata con sfera da 10mm di diametro e con carico di 29,42 kN (pari a 3000 kgf) | |
| HB 2,5/187,5 | Durezza Brinell misurata con sfera da 2,5mm di diametro e con carico di 1,839 kN (pari a 187,5 kgf) | |
| Vickers UNI EN ISO 6507-1:99 | HV | Si preme un penetratore piramidale di diamante (a base quadrata e con angolo al vertice di 136°) sulla superficie della provetta sotto un determinato carico e si misura la diagonale dell'impronta lasciata dopo aver tolto il carico |
| HV 30 | Durezza Vickers misurata con carico di 294,3 N (pari a 30 kgf) | |
| HV 1 | Durezza Vickers misurata con carico di 9,81 N (pari a 1 kgf) | |
| HV 0,1 | Durezza Vickers misurata con carico di 0,98 N (pari a 0,1 kgf) | |
| Rockwell UNI EN ISO 6508-1:99 | HR | Si preme in due tempi un penetratore (cono di diamante a 120° o sfera di acciaio con diametro 1,5875 mm) sulla superficie della provetta sotto un determinato carico e si misura la differenza di profondità sotto il pre-carico tra prima e dopo l'applicazione del carico |
| HRC | Durezza Rockwell effettuata con cono di diamante e carico complessivo di 1471 N (150 kgf). Valido da 20 a 70 HRC | |
| HRB | Durezza Rockwell effettuata con cono di diamante e carico complessivo di 980,7 N (100 kgf). Valido da 20 a 100 HRB | |
| HRA | Durezza Rockwell effettuata con cono di diamante e carico complessivo di 588,4 N (60 kgf). Valido da 20 a 88 HRC |
Prova di resilienza
La resilienza è la capacità di un materiale di resistere agli urti.
La prova consiste nel rompere con un sol colpo, tramite una mazza a caduta perndolare, una provetta intagliata poggiante su due sostegni.
La mazza battente è provvista di un coltello di geometria standardizzata (le più utilizzate sono quelle a norma europea EN e a norma americana ASTM) capace di sviluppare un'energia generalmente pari a 300J.
Le prove vengono eseguite a temperatura ambiente o, spesso, a temperatura inferiore per verificare se in quelle condizioni il materiale soggetto a fragilità.
Il risultato della prova è espresso come energia assorbita (espressa in Joule) nell'urto per fratturare il provino.
Nel pdf scaricabile in fondo alla pagina sono disponibili maggiori informazioni sulle prove illustrate in tabella, così come le tabelle di conversione tra i valori di resilienza ottenuti con i diversi sistemi.
| Sigla | Denominazione | Lunghezza | Spessore | Altezza | Altezza sezione non tagliata | Sezione nominale di prova (cm2) | Raggio di fondo taglio | Angolo intaglio |
| KV | Charpy V | 55 | 10 | 10 | 8 | 0,8 | 0,25 | 45 |
| KCU | Charpy U | 55 | 10 | 10 | 5 | 0,5 | 1 | - |
| IZOD | Izod V | 75 (1 intaglio) 100 (2 intagli) 130 (3 intagli) | 10 | 10 | 8 | 0,8 | 0,25 | 45 |
| Mesnager | 55 | 10 | 10 | 8 | 0,8 | 1 | - |
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Prova di trazione, Prova di durezza, Prova di resilienza
