![CERTIFICATO DI MISURA DI RUMORE IN …. Esempio Edilclima s.r.l. Via Vivaldi 7 Borgomanero 28021 [NO] Certificato di misura CERTIFICATO DI MISURA DI RUMORE IN AMBIENTE DI LAVORO Misura](https://static.fdocumenti.com/doc/165x107/5c7072a809d3f2360a8b7b97/certificato-di-misura-di-rumore-in-esempio-edilclima-srl-via-vivaldi-7-borgomanero.jpg)
Sistemi di Produzione II La misura della...
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Sistemi di Produzione II La misura della durezza © 2006 Politecnico di Torino 1 I materiali 2 I materiali Introduzione al corso Tecnologia di produzione I materiali La misura della durezza Le prove meccaniche distruttive Prove non distruttive La meccanica dei materiali
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Sistemi di Produzione II La misura della durezza
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I materiali
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I materiali
Introduzione al corso
Tecnologia di produzione
I materiali
La misura della durezza
Le prove meccaniche distruttive
Prove non distruttive
La meccanica dei materiali
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Obiettivi della lezione
Imparare a impiegare correttamente gli strumenti di misura
Comprendere come utilizzare le misure di durezza per analizzare le caratteristiche dei materiali
Conoscere i limiti e i punti di forza dei diversi metodi di misura della durezza
4
Bibliografia per la lezione
“Sistemi di Produzione”A. Villa, G. Murari, D. AntonelliC.L.U.T. Editrice, 2004
capitolo 2
“Manufacturing processes for engineering materials”S. KalpakjianAddison-Wesley Publishing Company, 1991
capitolo 2 (paragrafo 6)
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La misura della durezza
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La misura della durezza
Gli strumenti di misura
La durezza: definizioni
La prova Brinell
Prove Vickers, Rockwell e Knoop
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Caratteristica di funzionamento
Strumentodi misura
(trasduttore)
Ingresso(E)
Uscita(U)
)f(EU =
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Proprietà degli strumenti di misura
Sensibilità
Accuratezza
Ripetibilità
Risoluzione
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Proprietà degli strumenti di misura
Sensibilità
capacità di uno strumento di rilevare anche le minime variazioni della grandezza misurata
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La sensibilità assoluta
Caratteristica non lineare
Sensibilità assoluta
EU
S A dd
=
)f(EU =
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La sensibilità assoluta
Caratteristica non lineare
Sensibilità assoluta
EU
S A dd
=
)f(EU =Variazione dell’output
dello strumento
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La sensibilità assoluta
Caratteristica non lineare
Sensibilità assoluta
EU
S A dd
=
)f(EU =
Variazione della grandezza da
misurare
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La sensibilità assoluta
Caratteristica lineare:
Quando la caratteristica si avvicina per un certo tratto alla retta si può individuare un campo di linearità del trasduttore
K==EU
SA
EU ⋅= K
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Il trasduttore induttivo di spostamento
Spostamento [mm]
Segnale in uscita [V]
0
0
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Il trasduttore induttivo di spostamento
Segnale in uscita [V]
Spostamento [mm]
campo lineare di misura
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La sensibilità assoluta
Il fattore di taratura
Limiti di specificazione della linearità
UE
FT =
fseEkU ±⋅=2,1
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Diagramma di taratura
U
FT
Fattore di taratura medio
Limiti di specificazione
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La sensibilità relativa
Sensibilità relativa al valore iniziale del misurando
EEUSR ∆
⋅∆=
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La sensibilità relativa
Sensibilità relativa al valore d’uscita
EUUSR ∆
⋅∆= 1
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Caratteristiche degli strumenti di misura
Sensibilità
Accuratezza
massima differenza tra il valore della misura fornita dallo strumento e il valore reale della grandezza misurata
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Caratteristiche degli strumenti di misura
Sensibilità
Accuratezza
Ripetibilità
margine di variazione del valore ottenuto dallo strumento misurando la stessa grandezza alle stesse condizioni
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Precisione e ripetibilità
Accuratezzaalta
bassa
Ripetibilitàalta
bassa
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Caratteristiche degli strumenti di misura
Sensibilità
Accuratezza
Ripetibilità
Prontezza
rapidità con cui lo strumento esegue la misura o rileva le variazioni della grandezza misurata
La misura della durezza
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La misura della durezza
Gli strumenti di misura
La durezza: definizioni
La prova Brinell
Prove Vickers, Rockwell e Knoop
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Prove di durezza: perché?
Possono essere eseguite su pezzi già montati
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Prove di durezza: perché?
Possono essere eseguite su pezzi già montati
Non distruggono né alterano il pezzo o la parte di questo sottoposto alla prova
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Prove di durezza: perché?
Possono essere eseguite su pezzi già montati
Non distruggono né alterano il pezzo o la parte di questo sottoposto alla prova
Si eseguono con rapidità e con mezzi semplici
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Prove di durezza: perché?
Possono essere eseguite su pezzi già montati
Non distruggono né alterano il pezzo o la parte di questo sottoposto alla prova
Si eseguono con rapidità e con mezzi semplici
Sono prove facilmente automatizzabili
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Prove di durezza: perché?
Possono essere eseguite su pezzi già montati
Non distruggono né alterano il pezzo o la parte di questo sottoposto alla prova
Si eseguono con rapidità e con mezzi semplici
Sono prove facilmente automatizzabili
Sono “indici di confronto” delle proprietà meccaniche dei materiali, dei processi tecnologici e dei trattamenti termici
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Prove di durezza: perché?
Consentono di risalire indirettamente a molte caratteristiche del materiale:
resistenza a trazionetenacitàincrudimento del materialeeffetto di trattamenti termicilavorabilità alle macchine utensiliresistenza all’abrasione
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Osservazioni
La prova di durezza non consente di esprimere un giudizio esaustivo sullo stato del materiale
I valori di durezza misurati dipendono dalle condizioni di prova
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Definizione della durezza di un materiale
Punto di vista fisico
resistenza alla deformazione elasto-plastica del materiale
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Definizione della durezza di un materiale
Punto di vista fisico
Punto di vista mineralogico
resistenza alla scalfittura (scala Mohs)
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Definizione della durezza di un materiale
Punto di vista fisico
Punto di vista mineralogico
Punto di vista metallurgico
resistenza superficiale che il materiale oppone alla penetrazione di un corpo
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Durezza: grandezza strumentale
Una grandezza è strumentale se i suoi valori sono espressi come punti di scale convenzionali interpolabili (UNI 4546)
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Durezza: grandezza strumentale
Una grandezza è strumentale se i suoi valori sono espressi come punti di scale convenzionali interpolabili (UNI 4546)
L’unità di misura è un termine convenzionale (non esiste un “campione naturale” di durezza)
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Durezza: grandezza strumentale
Una grandezza è strumentale se i suoi valori sono espressi come punti di scale convenzionali interpolabili (UNI 4546)
L’unità di misura è un termine convenzionale (non esiste un “campione naturale” di durezza)
Il rapporto tra due grandezze della stessa specie non ha significato
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Tipologie di prove di durezza
Prove di Macrodurezza
l’impronta impressa dal penetratore interessa un notevole volume di materialei carichi applicati sul penetratore sono compresi tra 10 N ÷ 50 kNesempi: prove Brinell, Vickers, Rockwell
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Tipologie di prove di durezza
Prove di Macrodurezza
Prove di Microdurezza
l’impronta incide su un piccolissimo volume di materialei carichi applicati variano tra 0.05 N ÷ 10 N esempi: prove Vickers, Knoop, Berkwitch
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I durometri
Classificazioneapplicazione del carico (idraulico o meccanico)misurazione del carico (manometro o pendolo)
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I durometri
Classificazioneapplicazione del carico (idraulico o meccanico)misurazione del carico (manometro o pendolo)
Tipologie di durometriuniversali (esecuzione secondo diversi metodi)speciali (esecuzione di un solo metodo)automatici o manualifissi o portatili
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La prova Mohs
Introdotta nel 1822
Prova basata sulla capacità di un materiale più duro di scalfire uno più fragile
La scala di Mohs è usata dai geologi, si può confrontare con la durezza Knoop
44
La prova Mohs
È basata su una scala da 1 a 10
materiale più fragile è il talco (1)materiale più resistente è il diamante (10)
Ogni materiale con un grado di durezza superiore può scalfire quelli di durezza minore
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La misura della durezza
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La misura della durezza
Gli strumenti di misura
La durezza: definizioni
La prova Brinell
Prove Vickers, Rockwell e Knoop
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La prova di durezza Brinell
La prova consiste nel far penetrare nel pezzo una sfera di acciaio di diametro D con una forza F
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La prova di durezza Brinell
La prova consiste nel far penetrare nel pezzo una sfera di acciaio di diametro D con una forza F
Si misura il diametro d dell’impronta del penetratore sul pezzo
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La prova di durezza Brinell
La prova consiste nel far penetrare nel pezzo una sfera di acciaio di diametro D con una forza F
Si misura il diametro d dell’impronta del penetratore sul pezzo
Si ricava la durezza Brinell (sigla: HB) come rapporto tra carico applicato e superficie dell’impronta
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La prova di durezza Brinell
La prova consiste nel far penetrare nel pezzo una sfera di acciaio di diametro D con una forza F
Si misura il diametro d dell’impronta del penetratore sul pezzo
Si ricava la durezza Brinell (sigla: HB) come rapporto tra carico applicato e superficie dell’impronta
Fisicamente la misura corrisponde alla pressione di contatto
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La prova di durezza Brinell
F
D
d
h
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La prova di durezza Brinell
Carico di prova F
F
D
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La prova di durezza Brinell
Diametro del penetratore D
(standard: 10 mm)
F
D
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Modalità di esecuzione della misura
Si misurano su ogni impronta due diametri disposti ortogonalmente
Per determinare la durezza, si prende la media di queste due letture
Lo strumento di misura deve permettere la lettura del diametro delle impronte con una incertezza assoluta non superiore a 0,01 mm
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La prova di durezza Brinell
F
D
d
h
Diametro dell’impronta della
calotta sferica
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La prova di durezza Brinell
F
D
d
h
Altezza dell’impronta della
calotta sferica
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Misura della durezza Brinell
SP
HB =
Rapporto tra forza applicata e superficie della calotta sferica
dell’impronta[N / mm2]
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Misura della durezza Brinell
SP
HB =
2
22
−−
=dDDD
Sπ
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Misura della durezza Brinell
SP
HB =
2
22
−−
=dDDD
Sπ
−−
=22
2
dDDD
PHB
π
60
Misura della durezza Brinell
SP
HB =
2
22
−−
=dDDD
Sπ
−−
=22
* 21
dDDD
Pg
HBπ
−−
=22
2
dDDD
PHB
π
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Limitazioni della prova Brinell
La prova è valida se è rispettata la condizione:
DdD 5,02,0 ≤≤
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Limitazioni nell’utilizzo della prova Brinell
Se questa condizione non è verificata si procede ad una riduzione della forza applicata sul penetratore secondo la legge:
Il campo di applicazione è limitato al fine di evitare la deformazione permanente della sfera
2k DP ⋅=
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Analisi di Meyer
Il diametro dell’impronta nella durezza Brinell non varia in modo lineare con il variare del carico applicato ma:
ndaP ⋅=
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Analisi di Meyer
Il diametro dell’impronta nella durezza Brinell non varia in modo lineare con il variare del carico applicato ma:
ndaP ⋅=
Resistenza del materiale alla
penetrazione iniziale
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Analisi di Meyer
Il diametro dell’impronta nella durezza Brinell non varia in modo lineare con il variare del carico applicato ma:
ndaP ⋅=
Misura dell’effetto della deformazione sulla durezza del
metallo
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Significato dell’analisi di Meyer
La resistenza alla penetrazione varia con la profondità di penetrazione della sfera
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Significato dell’analisi di Meyer
La resistenza alla penetrazione varia con la profondità di penetrazione della sfera
La durezza dipende dalla geometria del penetratore
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Significato dell’analisi di Meyer
La resistenza alla penetrazione varia con la profondità di penetrazione della sfera
La durezza dipende dalla geometria del penetratore
Con la definizione adottata per HB, la durezza varia in modo nonlineare al variare del carico
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Significato dell’analisi di Meyer
La resistenza alla penetrazione varia con la profondità di penetrazione della sfera
La durezza dipende dalla geometria del penetratore
Con la definizione adottata per HB, la durezza varia in modo nonlineare al variare del carico
Ridefinendo la durezza come rapporto tra carico e il quadrato del diametro dell’impronta l’influenza della variazione del carico si riduce
La misura della durezza
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La misura della durezza
Gli strumenti di misura
La durezza: definizioni
La prova Brinell
Prove Vickers, Rockwell e Knoop
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La prova Vickers
Si fa penetrare nel materiale in esame una punta di diamante a forma piramidale a base quadrata sottoponendo il penetratore a un carico prestabilito
Il valore della durezza Vickers non varia con il carico
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Il metodo Vickers
d
136°
F
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Il metodo Vickers
d
136°
Il carico di prova è funzione del
materiale e delle dimensioni del pezzo
F
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Misura della durezza Vickers
SP
HV =
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Misura della durezza Vickers
SP
HV = 22
136sin2
d
PHV
°⋅=
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Misura della durezza Vickers
SP
HV = 22
136sin2
d
PHV
°⋅=
2854.1
d
PHV ⋅≅
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Caratteristiche della prova Vickers
Non presenta limitazioni di utilizzo perché si può variare il carico di prova
É una prova adatta a misure di microdurezza a causa dell’impronta di piccole dimensioni
La forma del penetratore quadrata rende meno incerta la misura dell’impronta
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Il metodo Rockwell
Rilevazione diretta tramite strumento di misura delle prove
L’indicazione della durezza è solo funzione della penetrazione della punta nel materiale
A differenza delle altre prove viene definita da una scala convenzionale
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Le scale Rockwell
Esistono diverse scale Rockwell che si distinguono per alcuni elementi:
tratto di scala di durezze copertodimensioni del penetratore penetratore a cono o a sfera
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La prova di durezza Rockwell
La prova si esegue in due tempi:
precaricocarico
La misura è legata all’incremento e della profondità dell’impronta
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La prova di durezza Rockwell
120°
F
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Esecuzione della prova
Precarico di 10 kg e
azzeramento del quadrante
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Esecuzione della prova
Aggiunta di un secondo carico
di 140 kg
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Esecuzione della prova
e
Sottrazione del carico e lettura sul quadrante della misura in
gradi HR
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Esempi di misura
eHRC ⋅−= 500100
eHRB ⋅−= 500130
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La prova Knoop
Utilizzo di un penetratore con punta in diamante a forma di piramide allungata
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La prova Knoop
Utilizzo di un penetratore con punta in diamante a forma di piramide allungata
Il carico varia tra 0.25 N ÷ 50 N
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La prova Knoop
Utilizzo di un penetratore con punta in diamante a forma di piramide allungata
Il carico varia tra 0.25 N ÷ 50 N
La larghezza dell’impronta (L) varia tra 0,01 ÷0,10 mm
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La prova Knoop
Utilizzo di un penetratore con punta in diamante a forma di piramide allungata
Il carico varia tra 0.25 N ÷ 50 N
La larghezza dell’impronta (L) varia tra 0,01 ÷0,10 mm
La prova Knoop è un test di microdurezza
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Misura della durezza Knoop
2LP2,14102,0
HK⋅×
=
Lunghezza dell’asse principale
dell’impronta L
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Utilizzo della prova Knoop
Provini piccoli o sottili
Materiali fragili
Misure di durezza su singoli grani
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Confronto tra scale
2
5102030
50
100
200300
500
1000
20003000
12
3456
7
8910 Diamante
CorindoneTopazio
Quarzo
Feldspato
ApatiteFluoriteCalciteGessoTalco
Alluminio
Magnesio
Acciai al carbonio
Titanio
Acciai al manganeseVetri policristallini
Ceramiche di aluminaCarburo di tantalio
Leghe di piomboPiombo
HV o HB Mohs
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Sommario della lezione
Ogni strumento di misura ha un campo e dei limiti di utilizzo che devono essere ben compresi per impiegarli correttamente
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Sommario della lezione
Ogni strumento di misura ha un campo e dei limiti di utilizzo che devono essere ben compresi per impiegarli correttamenteLa misura della durezza è una grandezza di tipo strumentale
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Sommario della lezione
Ogni strumento di misura ha un campo e dei limiti di utilizzo che devono essere ben compresi per impiegarli correttamenteLa misura della durezza è una grandezza di tipo strumentaleLa prova Brinell è la prima e più diffusa tra le misure di durezza ma ha dei limiti evidenziati dall’analisi di Meyer
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Ogni strumento di misura ha un campo e dei limiti di utilizzo che devono essere ben compresi per impiegarli correttamenteLa misura della durezza è una grandezza di tipo strumentaleLa prova Brinell è la prima e più diffusa tra le misure di durezza ma ha dei limiti evidenziati dall’analisi di MeyerLe prove Vickers, Rockwell e Knoop sono più recenti e risolvono i difetti della prova Brinell
Sommario della lezione
Domande di riepilogo
