Меры твердости
В ассортименте компании «НКПРОМ» - широкий выбор мер твердости: мера Бринелля, Виккерса, Роквелла, Шора, Либа. Они используются как образец при поверке твердомеров и подтверждении точности произведенных замеров. Твердость – одна из важнейших механических характеристик материалов, применяемых в производстве, поэтому при изучении параметров объекта она исследуется наиболее часто.
Твердость представляет собой свойство материала сопротивляться оказываемому на него давлению при помощи более твердого объекта, деформации и разрушению. Образцовые меры твердости принято изготавливать в виде плиток различной формы (обычно прямоугольной или круглой) из углеродистой или легированной стали. Межповерочный интервал для них составляет 2 года.
Меры подразделяются на разряды:
- меры твердости 1 разряда – градуируются исключительно на государственных эталонах твердости России.
- меры твердости 2 разряда – градуируются с помощью твердомеров-компараторов, которые поверяются по мерам 1 разряда.
Методы измерения твердости подразделяются на:
- Статические – метод вдавливания
- Динамические (ударные) – метод отскока
К статическим методам относятся:
Метод Бриннеля (мера твердости МТБ)
Твердость определяется по диаметру отпечатка, который оставляет на поверхности изучаемого объекта шарик из твердого сплава. Этот метод стал первым стандартизированным и широко распространенным способом измерения твердости объектов.
Тем не менее, в нем существуют ограничения:
- Твердость не должна превышать 450 НВ, иначе вдавливание вызовет деформацию образца-шарика. Обычно метод Бриннелся применяется к стали, никелевым и титановым сплавам, чугуну, меди и ее сплавам, легким металлам, свинцу, олову.
- Образцовая мера должны в 8-10 раз превышать глубину отпечатка.
- При вдавливании индентора по краям отпечатка образуются неровности, что мешает измерению отпечатка.
- Из-за большого размера индентора (шарика) этот метод нельзя использовать для тонких объектов.
Метод Виккерса (мера твердости МТР)
Состоит во вдавливании в испытуемый объект особой алмазной пирамиды с четырьмя гранями, двугранный угол которой равен 136°. С помощью этого метода возможно измерить твердость поверхности с верхним азотным или цементным слоем, тонких листовых материалов.
Ограничение:
- расстояние между двумя соседними отпечатками должно составлять не менее 2,5 длины их диагоналей.
- данный метод требует тщательной зачистки поверхности объекта
Метод Роквелла (мера твердости МТР)
Твердость определяется по относительной глубине вдавливания в объект наконечника из алмаза или стали (конусной или сферической формы). Сам метод включает в себя 11 шкал определения твердости и столько же инденторов, но наиболее распространенными являются два уже вышеупомянутых: алмазный конус и стальной шарик.
Ограничения:
- невозможна проверка образцов с толщиной менее десятикратной глубины проникновения наконечника.
- минимальное расстояние между отпечатками должно быть 3 длины диаметра между центрами ближайших отпечатков.
К преимуществам метода относится его простота и отсутствие необходимости полировать поверхность объекта.
Метод супер-Роквелла (мера твердости МТСР)
Состоит в двухэтапном вдавливании алмазного конуса или стального шарика в поверхность образца и измерении остаточной глубины их внедрения
Ограничения:
- расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно составлять не менее 3 диаметров отпечатка
- расстояние от центра отпечатка до края образца должно составлять не менее 2,5 диаметров отпечатка
К динамическим методам измерения твердости относятся:
Метод Шора (мера твердости МТШ)
Может проводиться двумя способами: методом отскока или вдавливания.
- Метод отскока предполагает замер высоты отскока специального бойка после падения с высоты и применяется обычно для работы с очень твердыми материалами - металлами (динамический метод).
- Метод вдавливания предполагает вдавливание индентора в объекта и используется для работы с низкомодульными материалами, полимерами - пластмасса, резина (статистический метод).
Метод Либа (мера твердости МТЛ)
Основан на методе отскока. Схож с методом Шора, однако здесь твердость изучаемого объекта вычисляется не по высоте отскока бойка, а по его скорости. С помощью этого метода твердость определяется как отношение скорости бойка при отскоке к скорости бойка при соударении с поверхностью образца. Чем тверже материал – тем выше отскок.