Tolleranze ammesse per le Prove di durezza #Rockwell #Brinell #Vickers. secondo le norme ISO e ASTM

 Nessuno è perfetto, quantomeno io.

 Cercherò di spiegare cosa sia e come debba essere calcolato l'errore di un verificatore di durezza, e la sua incertezza di misura, come specificato dalle norme:

ISO 9506 -2. 2014 Prove di durezze Brinell.   ASTM E 10

ISO 6507 -2. 2018 Prove di durezze Vickers.   ASTM E348

ISO 6505 -2. 2016 Prove di durezze Rockwell ASTM E18

Come  determinare l'errore di misura e l'incertezza mediante 

 #taratura o #certificazione.

Controllo della taratura 

Il verificatore di durezza per determinare con sicurezza il valore di durezza , dovrà garantire una determinata 

precisione questa dipende da differenti fattori che qui elenchiamo, l’errore combinato degli stessi influenza 

quindi il risultato del test di durezza.

Esempio di un test fatto su di un campione certificato per valutare l’errore rispetto allo standard utilizzato 

Avendo ottenuto i risultati elencati possiamo calcolare. 

Il verificatore di durezza per determinare con certezza un valore di durezza ,

dovrà garantire una determinata precisione questa dipende da differenti fattori che qui elenchiamo, 

l’errore combinato degli stessi influenza quindi il risultato del test di durezza.

Esempio di un test fatto su di un campione certificato per valutare l’errore rispetto allo standard utilizzato 

Avendo ottenuto i risultati che elenchiamo qui sotto calcolare gli errori di misura.

I dati di prova:

Risultati verifica su standard certificato di valore 45,4 HRC
Numero Prova	Valore di durezza Rilevato HRC
1	46,4max
2	46,1
3	45,3min
4	45,7
5	45,8

Da questo test, potrebbe anche essere fatto di routine con solo tre prove, possiamo determinare:

H̅    Il valore medio di prova  (H1 H5) / 5.   Durezza media.  H̅ = (H₁+H₂+H₃+ H₄+H₅)/5

Nel nostro caso.   45,9 HRC

r    L’errore

r =  H₅-H₁₎

Nel nostro caso.   1,1 HRC

r_rel  

L’errore in percentuale  sulla media

(H_C -H̅) / 100

Nel nostro caso.   1,5% HRC 

E  L’errore della macchina,  media meno valore campione

(H̅-Hc)

Nel nostro caso.   1,5 HRC

E_{rer.    L’errore in percentuale calcolato}             

_100x((H̅-H_{c) /}H_c))

Nel nostro caso.   3,38% HRC

Valore medio  H	45,9
r	1,1
rrel	0,5%
E	0,50
Erel	1,10%

Il verificatore di durezza per determinare una durezza sicura, dovrà garantire una precisione questi sono gli elementi che determinano la precisione dello strumento in uso.

1. Lo #strumento che effettua la misura, che esso sia  : digitale analogico, ottico, meccanico automatico ecc..
2. La #Forza applicata, Il carico applicato sia esso applicato tramite , Pesi, celle di carico, Molle, attuatori idraulici  ecc..
3. Il #campione di riferimento  Lo standard di riferimento certificato per la verifica ha una sua tolleranza dichiarata ,.
4. Il Penetratore, l’imperfezzione, se pur minima, della sua forma geometrica, può portare delle variazioni nella misura
5. IL # fattore di errore, cioè quanto tutti questi elementi incidano e quindi influenzino la misura. 

La formula di calcolo di incertezza per ogni tipo di test sia esso Rockwell, Brinell, o Vickers  è sempre presente nella normativa, i metodi di taratura sono due uno diretto, che riguarda ogni singolo parametro cioè:
Nella Rockwell

Misura della penetrazione 

Nella Vickers e la Brinell il sistema ottico di misura.

         

Tempo.              S

Forza                 F

u_F = √u²_FRS+u²_FHTM

Misura.                      ______________L = √^u2_LRS+^u2_mS +^u2_LHTM         

^uL = √^u2_LRS+^u2_mS +^u2_LHTM

Penetratore

La calibrazione dello strumento, il durometro, può essere certificato tramite :

#Metodo diretto.

Forza, Misura, Diamante, Tempo di prova.

#Metodo Indiretto:

Test di misura su campioni certificati, fatta in tre valori di scala , Alto, medio, e basso, e con 5 prove per campione di riferimento.

Per esempio

Per le prove Rockwell C i valori dei campioni di riferimento debbono essere : 

Maggiore di 60HRC, tra 40HRC e 50HRC  inferiori a 30HRC 

(questo è poi il range di valori corrispondente 

per tute le altre prove Rockwell con diamante 120°)

Per le prove Vickers

da sotto i 250HV. 

tra i 400- 600HV  e 

sopra i 700HV.  *

Per le prove Brinell

uguali o inferiori a 200HBW.  

Tra i 200 e 400HBW 

oltre i 500HBW  *

* Se il durometro viene tarato in più scale HV o HB

è sufficiente la taratura in soli due differenti valori scelti dall'utilizzatore.

Attenzione nella incertezza di misura andranno aggiunti 

La precisione dello strumento utilizzato, 

La precisione del campione analizzato.

Facendo poi il, calcolo del valore quadratico medio, 

moltiplicato per un fattore di incertezza se ne ottiene l'errore di misura, 

a questa andrà aggiunto lo scostamento per ottenere l'incertezza.

Facciamo tre esempi concreti

Prova Rockwell C fatta con un durometro digitale motorizzato.

formula di calcolo da applicare:

^uHTM = √(^u2_CRM+^u2_CRM-D+^u2_mS)

              ______________

Dove 

^u_{CRM. è l'errore del campione certificato utilizzato per il test.}

^u_{CRM-D  è l'errore del campione se ri certificato} 

^u_{mS. è l'errore della sonda di misura digitale} 

Esempio

Campione di riferimento certificato  ^H_{CRM  = 45,4 HRC}

_{Incertezza di misura del campione}                  ^u_{CRM   = ± 0,56 HRC}

_{Risoluzione del durometro}                                       ^δ _{ms = 0,1 µm}

I valori ottenuti dopo 5 test sono: 

(NB vanno fatte 2 prove di assestamento prima di protocollare i valori ottenuti)

I risultati di prova 

Tabella B. 7 Risultati verifica indiretta
Numero	Valore di durezza Rilevato HRC
1	46,4max
2	46,1
3	45,3min
4	45,7
5	45,8
Valore medio  H̅	45,9
Devianza standard sH	0,99
HRC  durezza Rockwell

Tabella B. 7 Risultati verifica indiretta
Da questi dati andiamo poi a calcolare l'incertezza di misura. Tabella B.8 Incertezza di misura combinata Quantità  Xi Valore stimato xi Relativa incertezza di misura  u(xi) Distribuzione tipo Coeffivcente di sensibilità  ci Contribuzione all’incertezza di misura  ui(H) uCRM 45,4 HRC 2,50 HRC Normale 1 0,25 HRC uH 0 HRC 0,21 HRC Normale 1 0,21 HRC ums 0 HRC 0,029 mm Rettangolare 1 0,29HRC uCRM-D 0 HRC 0 HRC Triangolare 1 0 HRC  uHTM Incertezza standard relativa Combinata 0,33 UHTM(K=2) Incertezza relativa combinata espansa  0,66 HRC Durezza Rockwell	Valore di durezza Rilevato HRC
1A questo punto dobbiamo calcolare lo scostamento   b̅ =  H̅ - HCRM   b̅  = 45,9 HRC - 45,4 HRC.    = 0,5 HRC l'errore di misura  UHTM = uHTM * K2 0,33 HRC * 2  = 0,66 HRC Quindi il valore di incertezza è determinato da: ∆HHTMmax = UHTM +| b̅ | 0,66 HRC+ 0,5 HRC = 1,12 HRC Tabella B. 9 Massima deviazione di misura della durezza compresa l’incertezza della macchina Durezza testata H HRC Incertezza espansa della misura   UHTM HRC Deviazione della macchina di prova con i campioni di riferimento ⎢ b̅ ⎢   HRC Max relativa deviazione nella misura della forza comprensiva dell’incertezza del campione di misura  ∆HHTMmax   HRC 45,1 0,66 0,5 1,12 Questa formula vale per le Rockwell. Se avere dubbi scrivetemi. capodieci.ivo@gmail.com