durezza

durezza

durézza [Der. di duro] [FSD] D. di cristalli ionici: v. cristalli ionici: II 10 d. ◆ [CHF] D. di un'acqua: qualità di un'acqua relativ. alla concentrazione di sali di calcio e di magnesio; si chiama grado di d. la massa, in g, dei sali di calcio e di magnesio contenuti in 100 litri d'acqua, di solito espressa in vari modi convenzionali (gradi francesi, con riferimento al carbonato di calcio; gradi tedeschi, ossidi di calcio; gradi inglesi, o di Clark, carbonato di calcio in un gallone; gradi americani, ppm di carbonato di calcio). ◆ [FSN] [OTT] D. di una radiazione: la proprietà di una radiazione (elettromagnetica o corpuscolare) di avere un grande potere di penetrazione in corpi materiali. ◆ [FTC] [FSD] D. di una superficie solida: la resistenza alla penetrazione da parte di altri corpi con i quali esso sia a contatto, cioè la sua attitudine a resistere alle deformazioni locali superficiali per pressione. Già dal 1722 Réamur e, più tardi, altri, avevano proposto di misurare la d. alla penetrazione premendo un penetratore, di varia forma, sulla superficie da provare e misurando poi l'area o la profondità del-l'impronta. Su tale principio sono ancora oggi fondati i metodi per la misurazione della d. dei metalli, del legno, dei materiali plastici destinati alle costruzioni; i durometri e i duroscopi sono gli apparecchi con cui si eseguono le prove di d.; di queste alcune sono unificate, mentre altre, a carattere empirico, sono utili soltanto come mezzo di confronto diretto tra due o più materiali; di esse si ricordano qui, in ordine alfabetico, le più importanti. (a) Prova di d. Brinell: si usa un penetratore sferico (fig. 1) di diametro D, costituito di materiale durissimo (acciaio temprato o carburi metallici sinterizzati), premuto da un carico P contro la superficie del materiale da saggiare, sulla quale lascia un'impronta a forma di calotta sferica di diametro d e profondità h. Il numero HB che esprime la d. Brinell ha le dimensioni di una pressione, in quanto è il rapporto tra il carico P (usualmente in kgp) che grava sul penetratore e l'area S (in mm2) dell'impronta; se si esprime S in funzione della profondità h (misurata con speciali dispositivi) si ha (in kgp/mm2) HB=P/πDh; se invece, come è preferibile per una maggiore precisione, si esprime S in funzione del diametro d dell'impronta (misurato con adatti microscopi) si ha: HB=2P/ {πD[D-(D2-d2)1/2]} ; il carico P è legato a D dalla relazione P=kD2, dove k è un coefficiente noto, dipendente dal materiale di cui è fatto il penetratore; la durata dell'azione premente è in genere breve per materiali duri e lunga per materiali teneri, comunque dell'ordine di qualche decina di secondi. (b) Nella prova di d. Knoop viene usato un penetratore di diamante, a forma di piramide retta avente per base un rombo le cui diagonali sono nel rapporto approssimato 1:7 (fig. 2); se P è il carico premente e d la lunghezza, letta al microscopio, della diagonale maggiore dell'impronta, la d. Knoop (che anch'essa è, dimensionalmente, una pressione) è data, in kgp/mm2, dalla relazione: HK=P/(0.703 d2). Il carico P viene scelto in base al tipo di prova: per prove di microdurezza esso varia tra 0.01 e 0.5 kg, per prove di d. superficiale può giungere sino a 1 kgp, per prove normali invece può variare da 1 a 5 kgp. (c) Nella prova di d. Rockwell il numero che esprime la d. viene ricavato in funzione della profondità h dell'impronta lasciata dal penetratore usato; la misura di h viene letta direttamente, con un minimetro collegato alla macchina di prova, in unità convenzionali, pari ciascuna a 0.002 mm. Possono essere usati due tipi diversi di penetratore: una sferetta di acciaio temprato, con diametro di 1.586 mm, oppure un cono circolare retto di diamante con angolo di apertura di 120°, arrotondato al vertice con raccordo sferico di raggio 0.2 mm (fig. 3). Si applica dapprima un carico fisso di 10 kgp al fine di permettere un regolare assestamento sul materiale del penetratore (posizione a nella fig. 3); quindi si aumenta gradatamente il carico fino a raggiungere quello stabilito (60÷150 kgp, a seconda del materiale da saggiare); il carico viene fatto agire per un tempo compreso fra 3 e 6 secondi. La profondità h di penetrazione risulta dalla differenza tra le due letture fatte in corrispondenza dell'azione del carico totale e di quello iniziale di 10 kgp; la d. Rockwell vale, nelle dette unità di lunghezza, HRB=130-h, nel caso del penetratore sferico (cosiddetta "scala b") e HRc=100-h, nel caso del penetratore conico ("scala c"). (d) Per la prova di d. Vickers si usa un penetratore a forma di piramide quadrangolare regolare (fig. 4), con angolo di 136° fra le facce opposte; l'area dell'impronta, in funzione della diagonale di base d (misurata con microscopi speciali), vale d2/l.854 4 e quindi il numero che esprime, in kg/mm2, la d. Vickers è Hv=1.854 4 P/d2, dove P è il carico, in kgp, e d è la diagonale dell'impronta (misurata con speciali microscopi); il carico premente P viene scelto tra una serie di valori che vanno da 1 a 150 kgp, per ognuno dei quali è stabilito un minimo spessore del materiale da saggiare, per evitare deformazioni sulla faccia opposta del provino. (e) Per materiali non omogenei, per i quali non sono utilizzabili le prove precedenti e neanche la scala Mohs, si fa riferimento alla d. alla logorabilità, misurata, in genere, dalla perdita di massa o dalla diminuzione di dimensioni di appositi provini sottoposti ad azione di abrasione superficiale; altre prove (per es., la prova di d. Shore per le gomme e la prova di d. al taglio per i metalli) sono specifiche di vari materiali. ◆ [GFS] D. di un minerale: la qualità di un minerale di resistere più o meno alla scalfittura, espressa mediante apposite scale di d.; di queste, universalmente usata è la scala Mohs (1820) i cui gradi base sono 10 (dire che un minerale ha la d., per es., 4.5 significa che esso scalfisce la fluorite ed è scalfito dall'apatite), poi modificata in 15 gradi (scala Mohs modificata, o scala Mohs-Ridgway); l'una e l'altra sono mostrate nella tab. seguente; in un'altra tab. è indicata la d. Mohs di alcuni materiali.