{"id":12322,"date":"2021-07-12T20:15:58","date_gmt":"2021-07-12T20:15:58","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=12322"},"modified":"2025-05-22T20:39:26","modified_gmt":"2025-05-22T20:39:26","slug":"leader-mondiale-nel-settore-dei-microtest-meccanici","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/it\/worlds-leading-micro-mechanical-tester\/","title":{"rendered":"Il tester micro-meccanico leader nel mondo"},"content":{"rendered":"
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ORA IL LEADER MONDIALE<\/span><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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TEST MICRO MECCANICI<\/span><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Preparato da<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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PIERRE LEROUX & DUANJIE LI, PhD <\/span><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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INTRODUZIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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I microtester di durezza Vickers standard hanno intervalli di carico utilizzabili da 10 a 2000 grammi di forza (gf). I durometri Vickers Macro standard hanno un carico da 1 a 50 Kgf. Questi strumenti non solo sono molto limitati nella gamma di carichi, ma sono anche imprecisi quando si tratta di superfici pi\u00f9 ruvide o di carichi bassi, quando le tacche diventano troppo piccole per essere misurate visivamente. Queste limitazioni sono intrinseche alla vecchia tecnologia e di conseguenza l'indentazione strumentale sta diventando la scelta standard grazie alla maggiore precisione e alle prestazioni che offre.
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Con <\/span>La durezza Vickers viene calcolata automaticamente dai dati di profondit\u00e0 rispetto al carico, con il pi\u00f9 ampio intervallo di carico mai disponibile su un singolo modulo (da 0,3 grammi a 2 kg o da 6 grammi a 40 kg). Poich\u00e9 misura la durezza dalle curve di profondit\u00e0 rispetto al carico, il Micro Modulo NANOVEA pu\u00f2 misurare qualsiasi tipo di materiale, compresi quelli molto elastici. Inoltre, \u00e8 in grado di fornire non solo la durezza Vickers, ma anche dati accurati sul modulo elastico e sul creep, oltre ad altri tipi di test come le prove di adesione ai graffi, l'usura, le prove di fatica, la resistenza allo snervamento e la tenacit\u00e0 alla frattura, per una gamma completa di dati di controllo della qualit\u00e0.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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ORA LEADER MONDIALE NEI TEST MICRO MECCANICI<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In questa nota applicativa viene spiegato come il Modulo Micro sia stato progettato per offrire il miglior test strumentale di indentazione e graffiatura al mondo. L'ampia gamma di test del Modulo Micro \u00e8 ideale per molte applicazioni. Ad esempio, l'intervallo di carico consente di misurare con precisione la durezza e il modulo elastico di rivestimenti duri e sottili e di applicare carichi molto pi\u00f9 elevati per misurare l'adesione di questi stessi rivestimenti.<\/span> <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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OBIETTIVO DI MISURAZIONE<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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La capacit\u00e0 del micro modulo \u00e8 evidenziata con la dicitura <\/span>NANOVEA <\/span>CB500 Collaudatore meccanico<\/a> di
che esegue test di indentazione e di graffiatura con una precisione e un'affidabilit\u00e0 superiori, utilizzando un'ampia gamma di carichi da 0,03 a 200 N.<\/span><\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NANOVEA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CB500<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CONDIZIONI DI PROVA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\u00c8 stata eseguita una serie (3\u00d74, 12 indentature in totale) di microindentazioni su un campione di acciaio standard utilizzando un penetratore Vickers. Il carico e la profondit\u00e0 sono stati misurati e registrati per l'intero ciclo di prova di indentazione. Le indentazioni sono state eseguite con carichi massimi diversi, da 0,03 N a 200 N (da 0,0031 a 20,4 kgf), per dimostrare la capacit\u00e0 del micro modulo di eseguire test di indentazione accurati a carichi diversi. Vale la pena notare che \u00e8 disponibile anche una cella di carico opzionale da 20 N per fornire una risoluzione 10 volte superiore per i test nella gamma di carico inferiore da 0,3 gf a 2 kgf. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sono stati eseguiti due test di graffiatura con il modulo Micro con un carico aumentato linearmente da 0,01 N a 200 N e da 0,01 N a 0,5 N, rispettivamente, utilizzando uno stilo diamantato conico-sferico con raggio della punta di 500 \u03bcm e 20 \u03bcm.<\/span><\/p>

Venti Microindentazione<\/a> I test sono stati eseguiti sul campione standard di acciaio a 4 N, dimostrando la superiore ripetibilit\u00e0 dei risultati del Micro Module, in contrasto con le prestazioni dei tradizionali misuratori di durezza Vickers.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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*microindentatore sul campione di acciaio<\/span><\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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PARAMETRI DEL TEST<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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della mappatura dell'indentazione<\/strong><\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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MAPPATURA: <\/span>3 PER 4 INDENTI<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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RISULTATI E DISCUSSIONE<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Il nuovo modulo micro presenta una combinazione unica di motore Z, cella di carico ad alta forza e sensore di profondit\u00e0 capacitivo ad alta precisione. L'utilizzo esclusivo di sensori di profondit\u00e0 e di carico indipendenti garantisce un'elevata precisione in tutte le condizioni.<\/span><\/p>

Le prove di durezza Vickers convenzionali utilizzano punte di penetrazione piramidali a base quadrata di diamante che creano impronte di forma quadrata. Misurando la lunghezza media della diagonale, d, \u00e8 possibile calcolare la durezza Vickers.<\/p>

In confronto, la tecnica di indentazione strumentale utilizzata da <\/span>NANOVEAIl modulo micro misura direttamente le propriet\u00e0 meccaniche dalle misure di carico e spostamento dell'indentazione. Non \u00e8 necessaria l'osservazione visiva dell'indentazione. In questo modo si eliminano gli errori di elaborazione delle immagini da parte dell'utente o del computer nel determinare i valori d dell'indentazione. Il sensore di profondit\u00e0 a condensatore ad alta precisione, con un livello di rumore molto basso di 0,3 nm, \u00e8 in grado di misurare con precisione la profondit\u00e0 di tacche che sono difficili o impossibili da misurare visivamente al microscopio con i tradizionali misuratori di durezza Vickers.<\/span><\/p>

Inoltre, la tecnica del cantilever utilizzata dai concorrenti applica il carico normale su una trave a sbalzo tramite una molla, e questo carico viene a sua volta applicato al penetratore. Questo tipo di progettazione presenta un difetto nel caso in cui venga applicato un carico elevato: la trave a sbalzo non \u00e8 in grado di fornire una rigidit\u00e0 strutturale sufficiente, con conseguente deformazione della trave a sbalzo e conseguente disallineamento del penetratore. In confronto, il Modulo Micro applica il carico normale tramite il motore Z che agisce sulla cella di carico e poi sul penetratore per l'applicazione diretta del carico. Tutti gli elementi sono allineati verticalmente per garantire la massima rigidit\u00e0, assicurando misure di indentazione e graffiatura ripetibili e accurate nell'intera gamma di carichi.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Vista ravvicinata del nuovo modulo Micro<\/span> <\/b><\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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RIENTRANZA DA 0,03 A 200 N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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L'immagine della mappa di indentazione \u00e8 riportata in FIGURA 1. La distanza tra le due indentature adiacenti al di sopra di 10 N \u00e8 di 0,5 mm, mentre quella a carichi inferiori \u00e8 di 0,25 mm. Il controllo di posizione ad alta precisione dello stadio del campione consente agli utenti di selezionare la posizione di destinazione per la mappatura delle propriet\u00e0 meccaniche. Grazie all'eccellente rigidit\u00e0 del micro modulo dovuta all'allineamento verticale dei suoi componenti, il penetratore Vickers mantiene un perfetto orientamento verticale mentre penetra nel campione di acciaio con un carico fino a 200 N (400 N opzionale). Questo crea impronte di forma quadrata simmetrica sulla superficie del campione a diversi carichi.<\/span><\/p>

Le singole indentature a diversi carichi al microscopio sono visualizzate insieme ai due graffi, come mostrato nella FIGURA 2, per mostrare la capacit\u00e0 del nuovo micro modulo di eseguire test di indentazione e graffiatura in un ampio intervallo di carico con un'elevata precisione. Come mostrato nei grafici del carico normale rispetto alla lunghezza del graffio, il carico normale aumenta linearmente quando lo stilo diamantato conico-sferico scorre sulla superficie del campione di acciaio. Si crea cos\u00ec una traccia di graffio rettilinea e liscia di larghezza e profondit\u00e0 progressivamente maggiori. <\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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FIGURA 1: <\/span>Mappa di indentazione<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sono stati eseguiti due test di graffiatura con il modulo Micro con un carico aumentato linearmente da 0,01 N a 200 N e da 0,01 N a 0,5 N, rispettivamente, utilizzando uno stilo diamantato conico-sferico con raggio della punta di 500 \u03bcm e 20 \u03bcm.<\/span><\/p>

Sono state eseguite venti prove di microindentazione sul campione standard di acciaio a 4 N, dimostrando la superiore ripetibilit\u00e0 dei risultati del modulo Micro, in contrasto con le prestazioni dei tradizionali tester di durezza Vickers.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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A: INDENTAZIONE E GRAFFIO AL MICROSCOPIO (360X)<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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B: INDENTAZIONE E GRAFFIO AL MICROSCOPIO (3000X)<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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FIGURA 2: <\/span>Grafici carico-spostamento a diversi carichi massimi.<\/span>
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Le curve carico-spostamento durante l'indentazione a diversi carichi massimi sono mostrate in <\/span>FIGURA 3. <\/span>La durezza e il modulo elastico sono riassunti e confrontati nella FIGURA 4. Il campione di acciaio presenta un modulo elastico costante per tutto il carico di prova che va da 0,03 a 200 N (possibile intervallo da 0,003 a 400 N), con un valore medio di ~211 GPa. La durezza presenta un valore relativamente costante di ~6,5 GPa misurato con un carico massimo superiore a 100 N. Quando il carico diminuisce fino a un intervallo compreso tra 2 e 10 N, si misura una durezza media di ~9 GPa.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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FIGURA 3: <\/span>Grafici carico-spostamento a diversi carichi massimi.<\/span>
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FIGURA 4: <\/span>Durezza e modulo di Young del campione di acciaio misurati con diversi carichi massimi.
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RIENTRANZA DA 0,03 A 200 N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sono state eseguite venti prove di microindentazione con un carico massimo di 4N. Le curve di carico-spostamento sono visualizzate in <\/span>FIGURA 5 <\/span>e la durezza Vickers e il modulo di Young risultanti sono mostrati in <\/span>FIGURA 6<\/span>.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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FIGURA 5: <\/span>Curve carico-spostamento per prove di microindentazione a 4 N.
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FIGURA 6: <\/span>Durezza Vickers e modulo di Young per 20 microindentazioni a 4 N.\n<\/span>\n<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Le curve di carico-spostamento dimostrano la superiore ripetibilit\u00e0 del nuovo Modulo Micro. L'acciaio standard ha una durezza Vickers di 842\u00b111 HV misurata dal nuovo Modulo Micro, rispetto a 817\u00b118 HV misurata con il tester di durezza Vickers convenzionale. La piccola deviazione standard della misura della durezza garantisce una caratterizzazione affidabile e riproducibile delle propriet\u00e0 meccaniche nella ricerca e sviluppo e nel controllo di qualit\u00e0 dei materiali sia nel settore industriale che nella ricerca accademica.<\/span><\/p>

Inoltre, dalla curva carico-spostamento \u00e8 stato calcolato un modulo di Young di 208\u00b15 GPa, che non \u00e8 disponibile per il tester di durezza Vickers convenzionale a causa della mancata misurazione della profondit\u00e0 durante l'indentazione. Al diminuire del carico e delle dimensioni dell'indentazione, il modulo di Young s \u00e8 stato calcolato in base alla curva carico-spostamento. <\/span>NANOVEA I vantaggi di Micro Module in termini di ripetibilit\u00e0 rispetto ai durometri Vickers aumentano fino a quando non \u00e8 pi\u00f9 possibile misurare il rientro attraverso l'ispezione visiva.<\/span><\/p>

Il vantaggio di misurare la profondit\u00e0 per calcolare la durezza diventa evidente anche quando si ha a che fare con campioni pi\u00f9 ruvidi o pi\u00f9 difficili da osservare con i microscopi standard in dotazione ai durometri Vickers.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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CONCLUSIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In questo studio abbiamo dimostrato come il nuovo modulo NANOVEA Micro (gamma 200 N), leader a livello mondiale, esegua misure di indentazione e graffiatura riproducibili e precise in un'ampia gamma di carichi da 0,03 a 200 N (da 3 gf a 20,4 kgf). Un modulo micro opzionale a gamma inferiore pu\u00f2 fornire test da 0,003 a 20 N (da 0,3 gf a 2 kgf). L'esclusivo allineamento verticale del motore Z, della cella di carico ad alta forza e del sensore di profondit\u00e0 garantisce la massima rigidit\u00e0 strutturale durante le misurazioni. Le indentature misurate a diversi carichi hanno tutte una forma quadrata simmetrica sulla superficie del campione. Nel test di graffiatura con un carico massimo di 200 N viene creata una traccia rettilinea di larghezza e profondit\u00e0 progressivamente crescenti.<\/p>

Il nuovo modulo Micro pu\u00f2 essere configurato sulla base meccanica PB1000 (150 x 200 mm) o CB500 (100 x 50 mm) con una motorizzazione z (portata 50 mm). In combinazione con un potente sistema di telecamere (precisione di posizione di 0,2 micron), i sistemi offrono le migliori capacit\u00e0 di automazione e mappatura del mercato. NANOVEA offre anche un'esclusiva funzione brevettata (EP n. 30761530) che consente di verificare e calibrare i penetratori Vickers eseguendo un singolo rientro sull'intera gamma di carichi. Al contrario, i durometri Vickers standard possono fornire la calibrazione a un solo carico.<\/p>

Inoltre, il software NANOVEA consente all'utente di misurare la durezza Vickers con il metodo tradizionale di misurazione delle diagonali del rientro, se necessario (per ASTM E92 ed E384). Come mostrato in questo documento, le prove di durezza in profondit\u00e0 rispetto al carico (ASTM E2546 e ISO 14577) eseguite da un Micro Modulo NANOVEA sono precise e riproducibili rispetto ai durometri tradizionali. Soprattutto per i campioni che non possono essere osservati\/misurati con un microscopio.<\/p>

In conclusione, la maggiore precisione e ripetibilit\u00e0 del progetto del Micro Modulo, con la sua ampia gamma di carichi e test, l'elevata automazione e le opzioni di mappatura rendono obsoleti i tradizionali durometri Vickers. Ma lo stesso vale per i tester per graffi e micrograffi, attualmente ancora disponibili, ma progettati con i difetti degli anni '80.<\/p>

Il continuo sviluppo e miglioramento di questa tecnologia fa di NANOVEA un leader mondiale nei test micro meccanici.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Avete un'applicazione simile?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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