Методы измерения твердости

Твердость — свойство материалов, характеризующее способность проникновения одного, более твердого, тела в другое. Также эта характеристика определяет устойчивость к пластической деформации или разрушению поверхностных слоев при оказании сильного давления.

Существует довольно большое количество различных механических характеристик металла, которые учитываются при производстве различных деталей. Многие из них зависят от химического состава материала, другие от особенностей эксплуатации. Измерение твердости металла проводится чаще других испытаний, так как это качество во многом определяет особенности эксплуатации материала. Рассмотрим особенности определения твердости подробнее.

• Измерение твердости по Бринеллю;

  Измерение твердости проводят при температуре от 10 до 35 С°. При разногласиях в оценке качества металлопродукции измерение твердости проводят при температуре (23 ± 5) 'С.

  При измерении твердости прибор должен быть защищен от ударов и вибрации.

  При твердости металлов менее 450 единиц для измерения твердости применяют стальные шарики или шарики из твердого сплава; при твердости металлов более 450 единиц — шарики из твердого сплава. Значение К выбирают в зависимости от металла и его твердости в соответствии с таблицы 2 ГОСТа 9012-59.

• Измерение твердости по Виккерсу;

  При измерении твердости и микротвердости по Виккерсу алмазный наконечник в форме правильной четырехгранной пирамиды с углом между противоположными гранями при вершине вдавливается в поверхность испытуемого образца под действием нагрузки (статической силы) . Схема приложения нагрузки приведена на рисунке 1. Нагрузку прикладывают перпендикулярно к поверхности испытуемого образца. После снятия нагрузки измеряют длины диагоналей отпечатка  и 

  Рисунок 1 — Схема приложения нагрузки

  
  

  Твердость по Виккерсу пропорциональна частному от деления нагрузки на площадь боковой поверхности отпечатка. Площадь боковой поверхности рассчитывают по длинам диагоналей, допуская, что отпечаток имеет форму правильной пирамиды, имеющей в основании квадрат, и с углом при вершине, совпадающим с углом при вершине у наконечника.

• Измерение твердости по Роквеллу;
  Метод измерения твердости по Роквеллу
  

  Твердость — характеристика материала, противоположная пластичности, способности материала «вытекать» из-под нагрузки. Методика измерения твердости по Роквеллу предназначена для неразрушающего контроля твердости наименее пластичных материалов — сталей и их сплавов. Универсальность метода заключается в наличии трех шкал твердости, которые проградуированы для измерения под одной из трех нагрузок (60, 100 и 150 кгс) для работы с одной из измерительных головок. В качестве рабочего органа измерительной головки применяют алмазный конус с углом 120° и радиусом при вершине 0,2 мм или закаленный шарик диаметром 1/16“ (1,588 мм).

  Стационарный твердомер представляет собой цельнолитую жесткую П-образную конструкцию (положенную на бок) и состоящую из 2 блоков:

  • Измерительный блок (верх) состоит из индикатора часового типа, который контактирует с рычагом подвеса нагрузки. Для исключения возникновения ударной нагрузки при включении режима вдавливания рычаг подвеса имеет гидравлический демпфер.
  • Блок установочного перемещения (низ) состоит из винтовой пары с большим шагом для ручного перемещения стола. Винтовая пара служит для создания предварительной нагрузки и больших перемещений стола. Это позволяет измерять твердость на деталях с габаритами, намного превышающими размеры образца толщиной 20 мм. Твердость поверхности стола не ниже HRC 50.

  Твердомеры могут иметь двигатель перемещения, электронную систему измерения с дисплеем и другие усовершенствования, не влияющие на методику измерения. Измерения проводятся при нормальных условиях (температура — 18…23° С, влажность 70…80%).

  Требования к образцу:

  • образец (деталь) должен лежать устойчиво, не пружинить, не качаться;
  • шероховатость поверхности образца не ниже Ra 2,5 по ГОСТ 2789-73.

  На партию деталей изготавливают образец, который проходит термическую обработку вместе с деталями.

  Порядок работы:

  • образец устанавливают на стол;
  • с помощью ходового винта образец подводят к интендору и нагружают предварительно (индикатор выставляется в 0);
  • рычагом (кнопкой) включается режим вдавливания интендора в образец;
  • при остановке стрелки индикатора (через 2…8 секунд после нагружения) снимают основную нагрузку, считывают значение твердости.
• Измерение твердости по Шору;
  

  Чтобы определить твердость материала, дюрометр устанавливается вертикально, от носика индентора до любого из краев должно оставаться не меньше 1,2 см. Опорная панель быстро, но без толчка прижимается к поверхности образца. При этом необходимо сохранять параллель между плоскостями. Давление может оказываться с помощью специального груза или же ручным жимом.

  Твердость каких материалов измеряется c помощью шкалы Шора

  Показатели твердости по этому методу являются государственными стандартами для таких материалов, как резина, каучук, эбонит, силикон, пластик, полиуретан. Впервые подобные нормы были утверждены для резины. Стандарт появился еще в 1975 году, после чего неоднократно корректировался.

  Измерять методом Шора можно и твердость металлических изделий. Но технология при этом немного другая. При измерении твердости заведомо жестких материалов отслеживают не глубину погружения индентора, а высоту отскока носика. Для показателей, получаемых методом отскока, также есть отдельная шкала. Но в промышленности чаще применяются другие более точные способы определения.

  Материал, изделие	Твёрдость, ед. Шора	Тип шкалы
  Гелевое сиденье велосипеда	15—30	OO
  Жевательная резинка	20	OO
  Виброгасящий материал Сорботан	40	OO
  Виброгасящий материал Сорботан	0	A
  Силиконовый герметик	10—25	A
  Мягкий художественный ластик	20	A
  Бытовые резиновые колечки	25—30	A
  Велосипедная камера	30	A
  Бинт Мартенса (резиновый)	30—35	A
  Обычный ластик	50—55	A
  Дверной уплотнитель	55	A
  Лезвия стеклоочистителя	55—60	A
  Автомобильная шина	60—70	A
  Полиуретановая втулка сайлентблока	65	А
  Мягкие колёса скейтборда	75	A
  Гидравлическое уплотнительное кольцо	70—90	A
  Резиновая пробка для ванны	80—85	A
  Бумагоопорный вал пишущей машинки	85—90	A
  Цельнолитые шины вилочного автопогрузчика	90—95	A
  Прокладка биконитовая	90—98	А
  Твёрдые колёса скейтборда	98	A
  Эбонит	100	A
  Литой пластмассовый ролик	50	D
  Пластик промышленной защитной каски	75	D

Знание механических свойств материала незаменимо и важно для конструктора, технолога, которые используют их в своей работе. Определяя максимальную нагрузку на ту или иную конструкцию, деталь, при превышении которой начнется пластическая деформация, и конструкция потеряет с вою прочность, форму и может быть разрушена.

Разрушение или серьезная деформация строительных конструкций или элементов транспортных систем может привести к масштабным разрушениям, материальным потерям и даже к человеческим жертвам.

Измерение твердости

Твердость материала — это характеристика, отражающая способность данного изделия сопротивляются проникновению в него другого более твердого тела. Она также определяет устойчивость к деформации и разрушению поверхностного слоя, когда на него оказывают давление.

Существует специальная методика измерений, которая позволяет определить значение твердости исследуемого материала. Компания «Веско» уже много лет принимает заказы на измерение твердости. Фирма имеет высокотехнологичное оборудования и штат профессиональных и опытных сотрудников, что гарантирует высокую точность полученных результатов.

Методы измерения твердости

Измерение твердости позволяет определить предельно допустимую нагрузку на материал, после чего он начнет разрушаться. Деформация строительных конструкций может привести к непоправимым последствиям, поэтому все материалы и объекты должны проходить соответствующие проверки.

Компания «Веско» обеспечивает проведение испытаний, которые необходимы для измерения твердости. Профессиональные сотрудники в ходе работы строго придерживаются методики выполнения измерений и высоких стандартов качества оказания услуги.

Сотрудники компании обеспечивают определения твердости, используя несколько проверенных и известных методов:

• измерение по Бринеллю (вдавливанием шарика по ГОСТ 9012-59);
• измерение по Виккерсу (вдавливание алмазного наконечника в форме четырехгранной пирамиды по ГОСТ Р ИСО 6507.1-2007 и др.);
• измерение по Роквеллу (вдавливанием алмазного наконечника в форме конуса или сферу по ГОСТ 9013-59);
• измерение по Шору (метод упругого отскока бойка по ГОСТ 23273-78).

Применяются и другие методы (кинетический, ударного отпечатка и другие), чтобы получить высокоточные и надежные данные.

Как заказать измерение твердости?

Чтобы заказать измерение твердости материала или объекта в компании «Веско», необходимо заполнить соответствующую форму-заявку. Клиент может позвонить, чтобы связаться с менеджером фирмы. Сотрудники готовы ответить на любые вопросы, связанные с услугой. Обращайтесь!