Analisi dei fattori di influenza nelle misure di durezza Brinell, Vickers e Knoop = Analysis of influencing factors in Brinell, Vickers and Knoop hardness measurements

L'analisi dei fattori di influenza nelle misure di durezza Brinell, Vickers e Knoop rappresenta un tema di grande rilevanza nella metrologia dei materiali. La durezza è una delle proprietà meccaniche fondamentali dei materiali e la sua misurazione accurata è cruciale per garantire affidabilità e sicurezza in ambiti industriali come l'aerospaziale, l'automobilistico e il manifatturiero. Questa tesi, sviluppata in collaborazione con l’INRiM, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, si inserisce nel contesto del progetto JRP - 22RPT01 TracInd BVK-H, mirato a migliorare la riferibilità delle misure di durezza Brinell, Vickers e Knoop, riducendo le incoerenze tra istituti metrologici nazionali (NMI) e laboratori di prova. L'obiettivo è sviluppare una metodologia di misurazione standardizzata che garantisca risultati affidabili e confrontabili a livello internazionale. Dopo un'introduzione sulla metrologia della durezza e sull'importanza della riferibilità delle misurazioni, la ricerca si concentra sullo studio dell'influenza di vari fattori nelle prove di durezza, con particolare attenzione al “dwell time” o tempo di mantenimento del carico applicato. Questo parametro può incidere significativamente sulla misurazione della durezza, in particolare nelle prove Brinell, dove carichi elevati e tempi di applicazione prolungati possono causare deformazioni plastiche che alterano i risultati. Le prove sperimentali sono state condotte su campioni di acciaio, rame e ottone, utilizzando durometri certificati e software avanzati per l'analisi delle impronte. Le misurazioni hanno riguardato diverse configurazioni di carico e tempi di mantenimento, permettendo di determinare l'influenza del short-term creep (deformazione plastica a breve termine) sulle letture di durezza. I risultati mostrano che il dwell time ha un impatto significativo sulle misure di durezza Brinell, con una riduzione della durezza all'aumentare del tempo di mantenimento del carico. Nel caso delle prove Vickers e Knoop, invece, l'effetto è meno rilevante, soprattutto per carichi bassi. Questo conferma che l'influenza del tempo di mantenimento è strettamente correlata alla tipologia di prova e ai parametri adottati. L'analisi dei coefficienti di sensibilità ha permesso di quantificare il grado di variazione della durezza in funzione delle condizioni di prova, fornendo indicazioni utili per la calibrazione degli strumenti e il miglioramento della riferibilità metrologica. In conclusione, questo studio contribuisce alla comprensione delle variabili che influenzano le prove di durezza, proponendo un approccio metodologico per ridurre le incertezze e migliorare l'affidabilità delle misurazioni. I risultati ottenuti potranno supportare l'industria e la comunità scientifica nello sviluppo di standard di misura più precisi e riproducibili, con un impatto positivo sulla qualità e sicurezza dei materiali impiegati in settori critici.