ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE

"ALESSANDRO ROSSI"

VICENZA

Corso di Tecnologia Meccanica

Esperienza di Laboratorio Tecnologico

Oggetto:    Prova Brinell

Docente:

Prof. C. Crosera

ITP Codocente: 

Prof. P. Puddu

Assistente tecnico:

p.i. F. Dotti

Anno Scolastico 2007-2008 Classe: 3^a BM

Allievo: Nardi Michele

Relazione n° Data di presentazione Valutazione

________ _______________

INDICE:

-INTRODUZIONE: . 3

-GENERALITA' E CENNI TEORICI: . 3

-DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI: . 3

-SCHEMA SEMPLIFICATO DELLA MACCHINA: . 4

-SCHEMA DI IDENTIFICAZIONE DI SAGGI E PROVETTE: . 4

-MENZIONE DELLE NORME UNI DI RIFERIMENTO: . 5

-CONDIZIONI AMBIENTALI: . 5

-DESCRIZIONE DELLA PROVA E SEQUENZA DELLE OPERAZIONI: . 5

-TABELLA RIASSUNTIVA DEI VALORI OTTENUTI, RILEVATI E CALCOLATI: . 6

-ANALISI DEI RISULTATI: . 7

-OSSERVAZIONI E CONSIDERAZIONI, CONCLUSIONI FINALI: . 7

INTRODUZIONE:

La prova di durezza Brinell consiste nel rilevare quanto vale la durezza di un determinato materiale utilizzato per la prova (in questo caso C10E).

GENERALITA' E CENNI TEORICI:

La prova consiste nel imprimere con una forza F pari a 29420 N (3000 kgF) un penetratore (in questo caso una sfera del diametro di 10 mm in carburo di wolframio), contro la superficie del pezzo in prova.

La prova deve essere eseguita su un provino dalla superficie liscia, esente da scaglie di ossido, materiali estranei, lubrificanti.

Lo spessore del provino deve essere almeno 8 volte la profondità dell'impronta.

La prova per la durezza Brinell si riferisce alla norma ISO 6506-l del Settembre 1999, poi rivista nel febbraio 2006.

DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI:

A fianco e in basso si può notare la macchina che abbiamo utilizzato per svolgere la prova Brinell in laboratorio: è la pressa Veb mod. HPO 3000

L'apparecchio impiegato per eseguire la prova di durezza Brinell è detto durometro. Questo durometro deve seguire la normativa UNI EN-ISO 6506-2 in cui viene indicato che la macchina deve essere capace di eseguire o un carico di prova con un carico preimpostato o un carico di prova impostato manualmente.

Il penetratore della macchina può essere del diametro: 10 mm, 5 mm, 2,5 mm, 1 mm in base allo spessore del pezzo che si ha in dotazione per la prova. Come detto prima il pezzo deve avere una superficie liscia, esente da scaglie di ossido, materiali estranei, lubrificanti che potrebbero compromettere l'esito della prova.

SCHEMA SEMPLIFICATO DELLA MACCHINA:

Come si può notare dalle immagini la macchina è dotata di:

-uno strumento di lettura del diametro dell'impronta eseguita;

-una leva di comando: utilizzata per azionare la macchina;

-una tabella indicativa delle caratteristiche della macchina;

-l'incastellatura o corpo macchina;

-il basamento;

-il volantino di azionamento del tavolino, utilizzato per regolare la distanza tra il pezzo di prova e la

campana di protezione;

-la vite;

-la campana di protezione del penetratore è un dispositivo di protezione.

SCHEMA DI INDENTIFICAZIONE DI SAGGI O PROVETTE:

Il materiale utilizzato per svolgere la prova è un acciaio C10E.

La sua composizione chimica è:

C= 0,11 % U= 0,001 %

Si= 0,22 % W= 0,012 %

Mn= 0,425 %    Pb= 0,003 %

P= 0,009 % Sn= 0,012 %

S= 0,005 % Mg= 0,002 %

Cr= 0,054 % Sb= 0,005 %

Mo= 0,008 %   B= 0,0001%

Ni= 0,009 % Zn= 0,002 %

Al= 0,021 % Fe= 98,88 %

Co= 0,019 %

Cu= 0,242 %

Nb= 0,006 %

E= 0,001%

MENZIONE DELLE NORME UNI DI RIFERIMENTO:

Come detto prima la prova di durezza Brinell deve seguire la norma ISO 6506-l del Settembre 1991, poi rivista nel Febbraio del 2006.

CONDIZIONI AMBIENTALI:

La prova di durezza Brinell è stata svolta in laboratorio alla temperatura ambientale di 21° C.

La norma dice che deve svolgersi con una temperatura compresa tra 10° C e 35° C, specifica poi che le prove eseguite in condizioni controllate devono rispondere alla temperatura 23 ± 5° C.

Quindi si può chiaramente dire che la prova che abbiamo svolto è stata eseguita ad una temperatura perfettamente entro i limiti stabiliti.

DESCRIZIONE DELLA PROVA E SEQUENZA DELLE OPERAZIONI:

Per prima cosa bisogna assicurarsi che il provino non si sposti durante la prova.

Svolgimento della prova:

-porre il provino sulla base di appoggio della macchina;

-portare la leva dalla posizione 0 alla posizione 1, così che il supporto per il provino si alzi fino ad appoggiarsi alla campana di protezione del penetratore;

-controllato che il provino sia nella posizione desiderata portare la leva dalla posizione 1 alla posizione 2.

-il tempo che intercorre dal primo istante dell'applicazione del carico a quello in cui il carico completo viene raggiunto non deve essere minore di 2 s e maggiore di 8 s;

-mantenere il carico di prova applicato per un tempo da 10 a 15 s;

-finita l'esecuzione della prova portare la leva dalla posizione 2 alla posizione 1 così che si scarichi completamente il carico applicato consentendo la lettura dell'impronta;

-effettuare la lettura del diametro dell'impronta attraverso lo strumento di lettura posizionato sul durometro.

-effettuata la lettura del diametro calcolare la durezza del materiale attraverso la formula:

0,102·2·F

HBW=     se la forza

·D·(D - √D^2 -d^2 )    applicata è in N

F

HBW=     se la forza  

·D·1/2·(D - √D^2 -d^2 )   applicata è in kgF

TABELLA RIASSUNTIVA DEI VALORI OTTENUTI RILEVATI E CALCOLATI:

-per calcolare d1, bastava leggere attraverso lo strumento di misurazione incorporato nel durometro, la misura dell'impronta;

-per calcolare d2, bisognava ruotare lo strumento di misura di 90°, in modo che diventi perpendicolare alla prima misura, così che si possa calcolare la misura media del diametro dell'impronta generata dalla sfera di 10 mm di wolframio sul nostro pezzo in prova, visto che all'interno del materiale preso in esame ci saranno sempre delle piccole particelle di impurità che possono variare leggermente la durezza del materiale, quindi sformando un po' la sfera creata dopo la prova.

-d med, calcolato sommando d1 e d2, poi la loro somma divisa per 2;

-d med/ S, calcolato dividendo il diametro medio per la superficie della sfera di wolframio utilizzata per la prova;

-HBW, indica la durezza del materiale utilizzato per la prova. Si calcola attraverso la formula riportata in: Descrizione della prova e sequenza delle operazioni.

CALCOLO DELLA DUREZZA HBW:

F 3000 3000

HBW(2) = = =

·D·1/2·(D - √D^2 -d^2 )    3,14·10·1/2 ·(10-√72,227)

3000 3000 3000

= = = = 127,388

3,14·10·1/2·(10-8,5) 3,14·10·1/2·1,5 23,55

HBW(1) + HBW(2) + HBW(3) + HBW(4)

HBW med = = 126,592

4

Ecco come si presentava il materiale utilizzato per la prova dopo l'esecuzione di tutti i passaggi descritti.

ANALISI DEI RISULTATI:

Si può osservare che attraverso l'analisi dei risultati, l'esecuzione della prova Brinell fatta in laboratorio può essere considerata valida confrontando il valore contenuto nella tabella dei risultati sotto la voce: d med/ D, con il valore che dice la norma, cioè dice che il rapporto tra il diametro medio e la superficie della sfera utilizzata deve essere compreso tra 0,24 e 0,6; quindi: 0,24≤ d med/ D ≥ 0,6.

Guardando i risultati contenuti nella tabella sono tutti contenuti all'interno di questi valori, infatti sono:

0,24≤ d med/ D ≥ 0,6

OSSERVAZIONI , CONSIDERAZIONI, CONCLUSIONI FINALI:

Si può ritenere che alla fine della nostra prova, effettuata in laboratorio, i valori rilevati rientrano all'interno dei limiti relativi alla norma ISO 6056-l del Settembre 1991, rivista nel Febbraio 2006.

Si può concludere che il valore rilevato 126,592 HBW, è compatibile con il materiale C10E.

Concludendo, mi ritengo soddisfatto della mia prima esperienza di laboratorio, in quanto per effettuare questa relazione ho cercato di ampliare la mia conoscenza con ricerche più approfondite.