I durometri Rockwell, Brinell e Vickers sono macchine di laboratorio per la misura accurata della durezza dei materiali metallici secondo le tre scale principali, normate a livello internazionale. Sono il riferimento per i controlli qualità di laboratorio metallografico, per la certificazione di trattamenti termici, per la caratterizzazione di acciai, leghe non ferrose, ghise. A differenza dei durometri portatili, le macchine da banco operano in condizioni controllate (carichi precisi, tempi di applicazione, geometrie dell’indentatore standardizzate) che garantiscono accuratezza e ripetibilità superiori, indispensabili per certificazioni formali.
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Durezza Rockwell
Il metodo Rockwell misura la profondità residua di penetrazione di un indentatore (diamante conico a 120° per HRA, HRC, HRN, HRT; sfera in acciaio temprato per HRB, HRF, HRG) sotto un carico preliminare seguito da un carico totale. Le scale principali sono HRC (carico 150 kgf, diamante – per acciai trattati di durezza 20-70 HRC), HRA (60 kgf, diamante – per acciai cementati e carburi), HRB (100 kgf, sfera Ø 1/16″ – per acciai dolci, ottoni, alluminio), HRF (60 kgf, sfera 1/16″ – per leghe tenere), HRT (carichi ridotti, sfera per superficiali). Il valore Rockwell è letto direttamente dalla macchina come differenza di profondità tra carico preliminare e carico totale, espresso in punti di scala.
Durezza Brinell
Il metodo Brinell prevede l’applicazione di un carico (1, 2,5, 5, 10, 30 kN tipici) su una sfera in carburo di tungsteno (diametro D = 1, 2,5, 5, 10 mm) per un tempo di 10-15 secondi; il diametro dell’impronta lasciata viene misurato otticamente con microscopio integrato e convertito in HBW. Il rapporto F/D² (carico/diametro al quadrato) determina la severità della prova e deve essere scelto in funzione del materiale: 30 per acciai e ghise, 10 per leghe leggere, 5 per metalli teneri, 2,5 per piombo e stagno. La macchina Brinell richiede provini con superficie piana ben preparata e spessore sufficiente.
Durezza Vickers
Il metodo Vickers utilizza un indentatore in diamante a forma di piramide a base quadrata con angolo di 136° tra facce opposte, applicando carichi da 1 gf (micro-durezza) a 100 kgf (durezza macro), con tempo di applicazione 10-15 s. La diagonale dell’impronta quadrata viene misurata otticamente e il valore HV è calcolato come HV = 1,8544·F/d². La scala Vickers è continua su tutto il range di durezze, dal materiale più tenero al più duro, ed è quindi la più universale; è particolarmente indicata per strati sottili (cementazione, nitrurazione), microstrutture (microdurezza per analisi metallografica), materiali fragili.
Macchine moderne
Le macchine durometro moderne integrano: applicazione motorizzata del carico con profilo controllato (rampa di salita, tempo di mantenimento, scarico), telecamera digitale con software di analisi automatica dell’impronta (per Brinell e Vickers), display digitale, calcolo automatico della scala, conversione tra scale ASTM E140, statistiche, output dati per LIMS aziendali. I sistemi avanzati permettono la programmazione di mappe di durezza (matrici di prove) e l’esecuzione di sequenze automatiche su provini metallografici inglobati. Le versioni universali multi-scala eseguono Rockwell, Brinell, Vickers con cambio rapido di indentatore e carico.
Applicazioni e norme
Le macchine da banco sono utilizzate per il controllo certificato di trattamenti termici di acciai (tempra, ricottura, rinvenimento), per la qualifica di forgiati e fusioni, per il controllo qualità di forniture, per l’analisi metallografica (con micro-durezza), per la mappatura di gradienti di durezza (case depth) in pezzi cementati o nitrurati, per la caratterizzazione di saldature. Norme principali: ISO 6506 e ASTM E10 (Brinell), ISO 6507 e ASTM E92, E384 (Vickers e microdurezza), ISO 6508 e ASTM E18 (Rockwell). La taratura periodica utilizza blocchi-campione certificati ISO 17025 in classi di precisione definite. Conversione tra scale: ISO 18265, ASTM E140.