Твердомер по Шору PosiTector SHD
Твердомер PosiTector SHD представляет собой портативный электронный прибор, который измеряет твердость по Шору неметаллических материалов. Дюрометр PosiTector SHD состоит из электронного блока (варианты исполнения Standard или Advanced) и измерительного датчика для различных диапазонов твердости – Шор A и Шор D. Первый тип используется для испытаний мягких материалов (эластомеры, мягкая резина, неопрен, силикон, винил, нитрил, бутил, мягкий пластик, воск, кожа и другие), второй для жестких (смола, твердая резина, стекло, волокно, печатные платы, пластики и другие). Диапазон измерений твердомера: 0-500 мкм по шкалам Ra, Rz, Ry, Rq, Rt, Rp, Rmax. Твердомер резины соответствует стандартам ASTM D4417-B, AS 3894,5-C, U.S. Navy NSI 009-32, SANS 5772 и другим стандартам.
Методы измерения твердости
Все методы определения твердости металлов используют механическое воздействие на испытуемый образец – вдавливание индентора. Но при этом не происходит разрушение образца.
Метод определения твердости по Бринеллю был первым, стандартизованным в материаловедении. Принцип испытания образцов описан выше. На него действует ГОСТ 9012. Но можно вычислить значение по формуле, если точно измерить отпечаток на образце:
HB=2P/(πD*√(D 2 -d 2 ),
- гдеР – прикладываемая нагрузка, кгс;
- D – окружность шарика, мм;
- d – окружность отпечатка, мм.Шарик подбирается относительно толщины образца. Нагрузку высчитывают предварительно из принятых норм для соответствующих материалов:сплавы из железа — 30D 2 ;медь и ее сплавы — 10D 2 ;баббиты, свинцовые бронзы — 2,5D 2 .
Условное изображение принципа испытания
Схематически метод исследования по Роквеллу изображается следующим образом согласно ГОСТ 9013.
Метод измерения твердости по Роквеллу
Итоговая приложенная нагрузка равна сумме первоначальной и необходимой для испытания. Индикатор прибора показывает разницу глубины проникновения между первоначальной нагрузкой и испытуемой h –h
Метод Виккерса регламентирован ГОСТом 2999. Схематически он изображается следующим образом.
Математическая формула для расчета:HV=0.189*P/d 2 МПаHV=1,854*P/d 2 кгс/мм 2 Прикладываемая нагрузка варьируется от 9,8 Н (1 кгс) до 980 Н (100 кгс). Значения определяются по таблицам относительно измеренного отпечатка d.
Метод считается эмпирическим и имеет большой разброс показаний. Но прибор имеет простую конструкцию и его можно использовать при измерении крупногабаритных и криволинейных деталей.
Измерить твердость по Моосу металлов и сплавов можно царапанием. Моос в свое время предложил делать царапины более твердым минералом по поверхности предмета. Он разложил известные минералы по твердости на 10 позиций. Первую занимает тальк, а последнюю алмаз.
После измерения по одной методике перевод в другую систему весьма условен. Четкие значения существуют только в соотношении твердости по Бринеллю и Роквеллу, так как машиностроительные предприятия их широко применяют. Зависимость можно проследить при изменении диаметра шарика.
| d, мм | HB | HRA | HRC | HRB |
| 2,3 | 712 | 85,1 | 66,4 | — |
| 2,5 | 601 | 81,1 | 59,3 | — |
| 3,0 | 415 | 72,6 | 43,8 | — |
| 3,5 | 302 | 66,7 | 32,5 | — |
| 4,0 | 229 | 61,8 | 22 | 98,2 |
| 5,0 | 143 | — | — | 77,4 |
| 5,2 | 131 | — | — | 72,4 |
Как видно из таблицы, увеличение диаметра шарика значительно снижает показания прибора. Поэтому на машиностроительных предприятиях предпочитают пользоваться измерительными приборами с однотипным размером индентора.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Твердостью металла называют его свойство оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии стандартного тела-наконечника на поверхностные слои материала.
Испытание на твердость – основной метод оценки качества термообработки изделия.
Определение твердости по методу Бринелля. Метод основан на том, что в плоскую поверхность под нагрузкой внедряют стальной шарик. Число твердости НВ определяется отношением нагрузки к сферической поверхности отпечатка.
Метод Роквелла (HR) основан на статическом вдавливании в испытываемую поверхность наконечника под определенной нагрузкой. В качестве наконечников для материалов с твердостью до 450 HR используют стальной шарик. В этом случае твердость обозначают как HRB. При использовании алмазного конуса твердость обозначают как HRA или HRC (в зависимости от нагрузки).
Твердость по методу Виккерса (HV) определяют путем статического вдавливания в испытуемую поверхность алмазной четырехгранной пирамиды. При испытании измеряют отпечаток с точностью до 0,001 мм при помощи микроскопа, который является составной частью прибора Виккерса.
Метод Шора. Сущность данного метода состоит в определении твердости материала образца по высоте отскакивания бойка, падающего на поверхность испытуемого тела с определенной высоты. Твердость оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка.
Шкала твёрдости Мооса для металлов
Царапать можно не только минералы, но и металлы. Определение их твёрдости необходимо в машиностроении, на промышленных предприятиях.
Что это такое
Принцип для металлов аналогичен шкале минералов. Первое место в ней занимает олово с показателем 1,5, а на последнем – карбид вольфрама с твёрдостью 9. Сталь по шкале Мооса располагается в середине (4–4,5), с ней часто делают сплавы для повышения прочности мягких металлов.
Почему нужно знать твёрдость металлов
От показателя зависит:
- износостойкость изготовленных из металла деталей;
- метод их обработки;
- способность влиять на другие материалы.
Металлические сплавы
Для ювелирных изделий чаще всего используются сплавы драгоценных металлов. Смешивание мягкого и дешёвого металла с более твёрдым способно повысить прочность сплава, не увеличивая его стоимость.
Динамический твердомер Константа ТД
Твердомер Константа ТД – малогабаритный прибор с набором сменных преобразователей, предназначенный для динамического измерения твёрдости сталей и цветных металлов всех типов. Константа ТД так же может быть использован для измерения предела прочности (временного сопротивления) конструкционных углеродистых сталей.
В основе работы динамического твердомера (склерометра, склероскопа) Константа ТД заложен метод отскока по Leeb. При измерении данным методом, за меру твердости принимается скорость отскока бойка. Чем выше скорость отскока бойка, тем тверже контролируемый материал. Данный метод особенно применим, при оперативном контроле, когда нет возможности отправить контролируемый объект в испытательную лабораторию, например, при контроле крупногабаритных станков, литых заготовок и других неразборных объектов.
Технические характеристики
Предварительная нагрузка для шкал Роквелла, Н…………………………………..98,07
Предварительная нагрузка для шкал Супер-Роквелла, Н……………………………29,42
Испытательные нагрузки для шкал Роквелла, Н…………………………..588,4; 980,7; 1471
Испытательные нагрузки для шкал Супер-Роквелла, Н………………147,1; 294,2; 441,3
Диапазоны измерений твердости по шкалам Роквелла:…………………………20-70 HRC
……………………………………………………………………………………70-93 HRA
……………………………………………………………………………………25-100 HRB
Диапазоны измерений твердости по шкалам Супер-Роквелла:………….70-94 HRN15
…………………………………………………………………………………40-86 HRN30
………………………………………………………………………………..20-78 HRN45
…………………………………………………………………………………62-93 HRT15
…………………………………………………………………………………15-82 HRT30
………………………………………………………………………………..10-72 HRT45
Пределы допускаемой относительной погрешности предварительных нагрузок для
шкал Роквелла и Супер-Роквелла, %……………………………………………………………………………….± 2
Пределы допускаемой относительной погрешности испытательных нагрузок для
шкал Роквелла, %…………………………………………………………………………………………………………..± 0,5
Пределы допускаемой относительной погрешности испытательных нагрузок для шкал Супер-Роквелла, %……………………………………………………………………………………………….± 0,66
Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении твердости по шкалам Роквелла в диапазонах:
от 20 до 35 HRC…………………………………………………………………..± 2,0 HRC
от 35 до 55 HRC…………………………………………………………………..± 1,5 HRC
от 55 до 70 HRC…………………………………………………………………..± 1,0 HRC
от 70 до 93 HRA………………………………………………………………….± 1,2 HRA
от 25 до 100 HRB………………………………………………………………….± 2,0 HRВ
Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении твердости по шкалам Супер-Роквелла в диапазонах:
от 70 до 94 HRN15……………………………………………………………..± 1,0 HRN15
от 40 до 86 HRN30………………………………………………………………± 2,0 HRN30
от 20 до 77 HRN45………………………………………………………………± 2,0 HRN45
от 62 до 93 HRT15……………………………………………………………….± 2,0 HRT15
от 15 до 82 HRT30………………………………………………………………..± 3,0 HRT30
от 10 до 72 HRТ45……………………………………………………………….± 3,0 HRТ45
– температура окружающей среды, °С……………………………………………….15-28
– относительная влажность воздуха, %………………………………………………………………65±15
Параметры электрического питания:
– напряжение, В…………………………………………………………….220/240 или 110
– частота, Гц………………………………………………………………………50 или 60
– потребляемый ток, А…………………………………………………………………….5
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более…………..700х292х782
Рабочее пространство, не менее: по горизонтали, мм……………………………..150
по вертикали, мм…………………………………250
Масса, кг, не более…………………………………………………………………………90
Твёрдость металлов
Твёрдость металлов – наиболее глубоко изученное и стандартизированное международной практикой измерение твёрдости. Наиболее распространены следующие методы:
Измерение твёрдости металлов по Бринеллю (твердомеры)
Один из старейших методов, твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Обозначается HB, где H — Hardness (твёрдость, англ.), B — Brinell (Бринелль, англ.)
Измерение твёрдости металлов по Роквеллу (твердомеры)
Это самый распространённый из методов начала XX века, твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Обозначается HR, где H — Hardness (твёрдость, англ.), R — Rockwell (Роквелл, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HRA, HRB, HRC и т.д.
Измерение твёрдости металлов по Виккерсу (твердомеры и микротвердомеры)
Самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.).
Измерение твёрдости металлов по Шору (твердомеры и склероскопы)
Данный метод крайне редко используется, твёрдость определяется по высоте отскока бойка от поверхности. Обозначается HS, где H — Hardness (твёрдость, англ.), S — Shore (Шор, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HSD
Измерение твёрдости металлов по Либу (твердомеры)
Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности. Обозначается HL, где H — Hardness (твёрдость, англ.), L — Leeb (Либ, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа датчика, напр. HLD, HLC и т.д.
Описание
Принцип работы твердомеров для измерения твердости по методу Роквелла заключается в измерении остаточной глубины внедрения стандартного наконечника -алмазного конуса или стального шарика, в поверхность испытуемого изделия под действием суммы двух последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной и основной, измеренной после выдержки под нагрузкой и снятия основной нагрузки.
Принцип работы твердомера для измерения твердости по методу Бринелля заключается во вдавливании индентора – стального шарика стандартного диаметра в образец под действием нагрузок предварительной и основной, приложенных перпендикулярно поверхности образца в течении определенного времени и измерении диаметра отпечатка при помощи микроскопа.
Конструктивно твердомеры состоят из рычажной системы нагружения, системы отсчета показаний и механизма подъема стола, смонтированных в едином корпусе.
Система нагружения твердомеров обеспечивает приложение и снятие заданной основной нагрузки в соответствии с ГОСТ 23677-79 через наконечник к испытуемому изделию.
Система отсчета твердомеров обеспечивает визуальный контроль за приложением предварительной нагрузки, а также отсчет результатов испытания.
Механизм подъема стола предназначен для установки испытуемого изделия, его подвода к наконечнику, приложения предварительной нагрузки, а также отвода испытуемого изделия в исходное положения после завершения процесса измерения.
Твердомеры ТРТС выпускаются в нескольких модификациях. Модификации твердомеров отличаются способом приложения нагрузки, а также способом представления информации. Кроме того, твердомеры могут иметь варианты исполнения для измерения твердости как наружных поверхностей, так и внутренних.
Обозначение твердомеров при их заказе:
-твердомер с ручным приложением нагрузки, с аналоговой отсчетной системой:
“Твердомер ТРТС-01. УХЛ4.2. ТУ 4271-014-99369822-12”;
-твердомер с электромеханическим приложением нагрузки, с аналоговой отсчетной системой:
“Твердомер ТРТС-02. УХЛ4.2. ТУ 4271-014-99369822-12”;
-твердомер с электромеханическим приложением нагрузки, с аналоговой отсчетной системой, с возможностью измерения внутренних поверхностей:
“Твердомер ТРТС-03. УХЛ4.2. ТУ 4271-014-99369822-12”;
-твердомер с электромеханическим приложением нагрузки, с цифровой отсчетной системой:
“Твердомер ТРТС-10. УХЛ4.2. ТУ 4271-014-99369822-12”;
-твердомер с электромеханическим приложением нагрузки, с цифровой отсчетной системой, с возможностью измерения внутренних поверхностей:
“Твердомер ТРТС-11. УХЛ4.2. ТУ 4271-014-99369822-12”.
Функционально твердомеры обеспечивают измерение твердости наружных и внутренних поверхностей деталей по методу Роквелла в соответствии с требованиями ГОСТ 24622-91 с представлением результатов измерений в единицах твердости. Представление результатов измерений на твердомерах моделей ТРТС-01, ТРТС-02 и ТРТС-03 осуществляется по шкале индикатора часового типа. На твердомерах моделей ТРТС-10 и ТРТС-11 на дисплее встроенного пульта управления. Кроме того, программное обеспечение твердомеров моделей ТРТС-10 и ТРТС-11 позволяет фиксировать и представлять на дисплее следующие параметры: -глубину внедрения индентора, в мм;
-твердость, HR или HB;
-группу твердости (больше, норма, меньше);
-отклонение от стандартной твердости в абсолютных единицах;
-среднее значение всех параметров в серии до 50 испытаний, а также расхождение результатов в серии в процентах и абсолютных единицах HR или НВ;
– по запросу оператора вывод на индикацию значения электронного клейма.
Рисунок 1
Твердомеры модели ТРТС-01.
Рисунок 2
Твердомеры модели ТРТС-02.
I
Рисунок 3
Твердомера модели ТРТС – 03
Рисунок 4
Твердомера модели ТРТС-10.
Рисунок 5
Твердомера модели ТРТС-11.
Преимущества твердомера МЕТОЛАБ 202
- Полностью автоматизированный процесс измерений.
- Возможность задания нижней/верхней границ измерений, звуковая сигнализация при выходе значений за установленные границы.
- Статистическая обработка результатов – вывод минимального/среднего/максимального значений.
- Перевод результатов измерений по шкалам Виккерса, Бринелля.
- Поправка на кривизну цилиндрических и шарообразных деталей.
- Интуитивное управление, русскоязычное меню.
- Большие удобные кнопки для ввода параметров измерения; яркий ЖК экран для считывания показаний
- Широкий диапазон измеряемых значений.
- Передача данных на ПК в виде электронных таблиц формата Excel для удобства обработки результатов.
- Встроенный мини-принтер для распечатки результатов измерений.
Измерение твердости по Шору
Метод определения твердости по Шору применяется для тестирования прокатных валиков на момент их изготовления. Кроме этого, проверка рассматриваемого показателя может проводиться при эксплуатации валиков на прокатных станках, так как из-за оказываемого воздействия структура металла может изменяться, ухудшая эксплуатационные качества. Регламентирован метод Шора ГОСТ 23273.
Шкала твердости по Шору
Рассматривая измерение твердости по Шору, следует отметить следующие моменты:
- В отличие от предыдущих способов, рассматриваемый основан на свободном падении алмазного индикатора на тестируемую поверхность с определенной высоты. Для тестирования применяется специальное оборудование, которое позволяет фиксировать точно высоту отскока.
- Масса применяемого бойка с алмазным наконечником составляет 36 грамм. Этот показатель важен, так как учитывается при проводимых расчетах.
- Твердость определяется по высоте отскока, измерение проводится в условных единицах. Падение образца на поверхность происходит с образованием небольшого углубления, а упругость приводит к обратному отскоку. Этот метод хорош тем, что позволяет проводить тестирование образцов, которые прошли предварительную термическую обработку. При постепенном вдавливании возникающая нагрузка может стать причиной деформирования используемого наконечника или шарика. В этом случае вероятность их деформации весьма мала.
- За 100 единиц твердости в этом случае принято считать высоту отскока 13,6 мм с возможностью небольшого отклонения в большую или меньшую сторону. Этот показатель можно получить при тестировании углеродистой стали, прошедшей процесс закалки. В качестве обозначения применяется аббревиатура HSD.
Сегодня этот способ измерения твердости применяется довольно редко из-за высокой погрешности и сложности замера высоты отскока байка от тестируемой поверхности.
Как ранее было отмечено, существует довольно большое количество методов измерения рассматриваемого показателя. Однако из-за сложности проведения тестов и большой погрешности многие уже не применяются.
В некоторых случаях проводится тестирование на микротвердость. Для измерения этого показателя прилагается статическая нагрузка к телу с формой пирамиды, и оно входит в испытуемые образец. Время выдержки может варьироваться в большом диапазоне. Показатель вычисляется примерно так же, как при методе Виккерса.
Шкалы твёрдости по Роквеллу
Циферблат прибора для проверки твёрдости по Роквеллу Стандартами нормировано 11 шкал определения твердости по методу Роквелла (A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T), эти шкалы различаются типом индентора, испытательной нагрузкой и константами в формуле для вычисления твёрдости по результатам измерения.
Наиболее широко используются два три инденторов: сферический в виде шарика из карбида вольфрама или инструментальной закалённой стали диаметром 1/16 дюйма (1,5875 мм) или шарик диаметром 1/8 дюйма и конический алмазный наконечник с углом при скруглённой вершине 120°. Стандарты предусматривает в зависимости от шкалы 3 фиксированные нагрузки при вдавливании индентора — 60, 100 и 150 кгс.
Численная величина твёрдости определяется по формуле, коэффициенты в которой зависят от шкалы. Для снижения ошибки измерения от состояния испытуемой поверхности принимается относительная разница в глубине проникновения индентора при приложении основной и предварительной (10 кгс) нагрузки (см. рисунок).
Для обозначения твёрдости, определённой по методу Роквелла, используется сокращение HR, с 3-й буквой, указывающая на шкалу, по которой проводились испытания (HRA, HRB, HRC и т. д. до HRT). Например, HRC 64. Наиболее широко используемые шкалы твёрдости по Роквеллу
| Шкала | Индентор | Нагрузка, кгс |
| А | Алмазный конус с углом 120° при вершине | 60 |
| В | Шарик диаметром 1/16 дюйма из карбида вольфрама (или закалённой стали) | 100 |
| С | Алмазный конус с углом 120° при вершине | 150 |
Формулы для определения твёрдости
Чем твёрже материал, тем меньше будет глубина проникновения наконечника в него. Чтобы при большей твёрдости материала не получалось меньшее число твёрдости по Роквеллу, твёрдость определяют по формуле:
H R = N − H − h s {\displaystyle HR=N-{\frac {H-h}{s}}} где разность H − h {\displaystyle H-h} — относительная глубина проникновения индентора под предварительной и основной нагрузками в мм, N , {\displaystyle N,} s {\displaystyle s} — константы, зависящие от конкретной шкалы Роквелла (см. таблицу).
Таким образом, твердость по Роквеллу является безразмерной величиной. Наиболее часто используемые шкалы Роквелла
| Шкала | Сокращённое обозначение | Испытательная нагрузка | Тип индентора | Область применения | N | s |
| A | HRA | 60 кгс | 120° алмазный сфероконический* | Карбид вольфрама | 100 | 0,002 мм |
| B | HRB | 100 кгс | Диаметр 1⁄16 дюйма (1,588 мм) стальной, сферический | Алюминиевые сплавы, бронза, мягкие стали | 130 | 0,002 мм |
| C | HRC | 150 кгс | 120° алмазный, сфероконический | Твёрдые стали с HRB > 100 | 100 | 0,002 мм |
| D | HRD | 100 кгс | 120° алмазный, сфероконический | 100 | 0,002 мм | |
| E | HRE | 100 кгс | Диаметр 1⁄8 дюйма (3,175 мм) стальной, сферический | 130 | 0,002 мм | |
| F | HRF | 60 кгс | Диаметр 1⁄16 дюйма (1,588 мм) стальной, сферический | 130 | 0,002 мм | |
| G | HRG | 150 кгс | Диаметр 1⁄16 дюйма (1,588 мм) стальной, сферический | 130 | 0,002 мм | |
| *Радиус сферического скругления вершины конуса 0,2 мм |
Измерение твердости по Роквеллу
Рис. 3 Положение наконечника при определении твердости по Роквеллу: I-IV последовательность нагружения.
Рис. 4 Схема прибора для измерения твердости по Роквеллу
Твердость измеряют на приборе Роквелла (Рис. 4), в нижней части станции которого установлен столик 5. В верхней части станции индикатор 3, масляный регулятор 2 и шток 4, в котором устанавливается наконечник с алмазным конусом (имеющим угол при вершине 120 и радиус закругления 0,2 мм) или стальным шариком диаметром 1,588 мм. Индикатор 3 представляет собой циферблат, на котором нанесены две шкалы (черная и красная) и имеются две стрелки – большая (указатель твердости) и маленькая – для контроля величины предварительного нагружения, сообщаемого вращением маховика 6. Столик с установленным на нем образцом для измерений поднимают вращением маховика до тех пор, пока малая стрелка не окажется против красной точки на шкале. Это означает, что наконечник вдавливается в образец под предварительной нагрузкой, равной 10 кгс.
После этого поворачивают шкалу индикатора (круг циферблата) до совпадения цифры 0 на черной шкале с большой стрелкой. Затем включают основную нагрузку, определяемую грузом 1, и после остановки стрелки считывают значение твердости по Роквеллу, представляющее собой цифру. Столик с образцом опускают, вращая маховик против часовой стрелки.
Твердомер Роквелла измеряет разность между глубиной отпечатков, полученных от вдавливания наконечника под действием основной и предварительной нагрузок. Каждое давление (единица шкалы) индикатора соответствует глубине вдавливания 2 мкм. Однако условное число твердости по Роквеллу (HR) представляет собой не указанную глубину вдавливания t, а величину 100 – t по черной шкале при измерении конусом и величину 130 – t по красной шкале при измерении шариком.
Числа твердости по Роквеллу не имеют размерности и того физического смысла, который имеют числа твердости по Бринеллю, однако можно найти соотношение между ними с помощью специальных таблиц.
Твердость по методу Роквелла можно измерять:
алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Твердость измеряется по шкале С и обозначается HRC (например, 65 HRC). Таким образом определяют твердость закаленной и отпущенной сталей, материалов средней твердости, поверхностных слоев толщиной более 0,5 мм;
алмазным конусом с общей нагрузкой 60 кгс. Твердость измеряется по шкале А, совпадающей со шкалой С, и обозначается HRA. Применяется для оценки твердости очень твердых материалов, тонких поверхностных слоев (0,3 … 0,5 мм) и тонколистового материала;
стальным шариком с общей нагрузкой 100 кгс. Твердость обозначается HRB и измеряется по красной шкале B. Так определяют твердость мягкой (отожженной) стали и цветных сплавов.
При измерении твердости на приборе Роквелла необходимо, чтобы на поверхности образца не было окалины, трещин, выбоин и др. Необходимо контролировать перпендикулярность приложения нагрузки и поверхности образца и устойчивость его положения на столике прибора. Расстояние отпечатка должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при вдавливании шарика.
Твердость следует измерять не менее 3 разна одном образце, усредняя полученные результаты.
Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.
Список используемой литературы
1. Геллер Ю.А. Рахштадт А.Г. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. М.: Металлургия, 1984г.
2. Металловедение и термическая обработка стали: Справ. М.Л Бернштейн, А.Г. Рахштадт М.: Металлургия, 1983г.
Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее
Измерение твердости по Бринеллю
Чаще всего проводится измерение твердости по Бринеллю. Этот метод регламентирован ГОСТ 9012. К особенностям испытания металлов и сплавов подобным методом можно отнести следующие моменты:
- В качестве тела, которое будет оказывать воздействие на испытуемый образец, используется стальной шарик.
- Для тестирования применяется шарик с определенным диаметром, который изготавливается из закаленной стали. К нему прилагается постоянно нарастающая нагрузка.
- Главным условие применения этого метода тестирования металлов и сплавов является то, что шарик должен изготавливается из более твердого материала, чем испытуемый образец.
- После завершения теста проводится измерение полученного отпечатка на поверхности.
- Данный способ позволяет получить данные, которые указываются в HB. Именно это обозначение сегодня встречается чаще других в различной справочной документации.
- Для удобства применения данного способа были созданы специальные таблицы, которые основаны на зависимости диаметрального размера шарика, твердости и полученного отпечатка.
Измерение по методу Бринеллю
Стоит учитывать, что по Бринеллю не рекомендуется тестировать стали и сплавы, твердость которых превышает значение 450HB. Цветные металлы должны обладать показателем ниже 200 HB.
Твердомеры ультразвуковые
Главная страница » Твердомеры
К методам неразрушающего контроля и технической диагностики (МНК и ТД) относится контроль ультразвуковыми твердомерами.
Принцип действия инструмента
Принцип действия ультразвукового твердомера основан на использовании явления затухания колебаний (метод UCI — ультразвуковой контактный импеданс). Суть метода UCI заключается в следующем:
- алмазную пирамидку индентора прижимают к исследуемому образцу;
- обеспечивается постоянное усилие;
- возбуждаются упругие колебания.
По глубине продавливания определяется твёрдость: чем глубже индентор продавливает поверхность, тем меньше твёрдость образца.
Преимущества ультразвуковых твердомеров перед аналогами других типов
Ультразвуковые твердомеры имеют ряд преимуществ:
- производят измерение твердости изделий толщиной от 1мм, что является невозможным для динамических твердомеров;
- на месте проведения испытания (на поверхности изделия) остаётся маленький отпечаток. Поэтому, возможен контроль твёрдости шеек коленчатых валов, зеркальных поверхностей, ножей и т. д.;
- возможны измерения в широком диапазоне показателей твердости;
- комфорт при проведении испытаний.
Инструмент оснащается различными девайсами, позволяющими значительно повышать производительность и качество труда: графический индикатор, устройство контроля уровня заряда аккумуляторной батареи и т. д.
Дадим краткое описание популярных моделей ультразвуковых твердомеров.
Твердомер ультразвуковой «ТКМ-459С».
Твердомеры ультразвуковые «ТКМ-459С», «ТКМ-459М»
Измерительные инструменты предназначены для измерения твердости самых разных металлов. В том числе:
- поверхностноупрочнённых слоёв (например, цементация, закалка ТВЧ, азотирование и т. п.);
- гальванических покрытий (например, хром);
- наплавок и т. п.
Твердомеры монтируются во влагозащищенных (прорезиненных) и ударопрочных корпусах, которые позволяют применять их в самых тяжелых климатических условиях. Информация выводится на цветной графический OLED дисплей. Конструкция сохраняет эксплуатационные характеристики твердомера при отрицательных температурах, а дисплей снижает нагрузку на глаза оператора.
Диапазон измерений:
- по Роквеллу, HRC – 20…70;
- по Бринеллю, HB – 90…460;
- по Виккерсу, HV – 230…940.
Преимущества «ТКМ-459С» перед «ТКМ-459М»:
- на дисплей выводится много полезной дополнительной информации;
- количество результатов измерений, сохраняемых в памяти: ТКМ-459С, шт.: 12 400;
- ТКМ-459М, шт.: 6 000;
статистический анализ результатов измерений и вывод его на дисплей, построение графиков; яркость дисплея и его цветовая палитра выбирается пользователем.
Твердомер ультразвуковой «МЕТ-У1».
Твердомер ультразвуковой «МЕТ-У1»
Этот инструмент, дополнительно к возможностям «ТКМ-459С» и «ТКМ-459М», измеряет твёрдость по шкале Шора «D» (HSD) и определяет предел прочности на растяжение изделий из углеродистых сталей перлитного класса.
Диапазон измерения:
- по Роквеллу, HRC – 20…67;
- по Бринеллю, HB – 75…650;
- по Виккерсу, HV – 75…1000;
- по Шору, HSD – 23…102;
- измерения предела прочности, Rm – 378…1736.
Ультразвуковой твердомер «МЕТ-УД»
Ультразвуковой твердомер «МЕТ-УД» измеряет твёрдость по описанному выше методу UCI и по методу отскока (Лейба). Второй метод заключается в определении отношения скоростей индентора до и после соударения с поверхностью контролируемого изделия. Конструктивно он представляет собой комбинированный портативный твердомер, состоящий из пластикового электронного блока MET-УД и двух сменных датчиков:
- ультразвукового У1. Работает по методу UCI;
- динамического Д1. Работает по методу Лейба.
Благодаря этому, при помощи инструмента можно оценить изменение твердости закаленного слоя по глубине.
Инструмент экономически целесообразен, т.к. совмещает два твердомера в одном: МЕТ-УД = МЕТ-У1 + МЕТ-Д1.
Твердомер «УЗИТ-3»
Конструкция «УЗИТ-3» даёт возможность измерять твердость крупных и мелких изделий, в том числе, на участках с большой кривизной поверхности, вблизи краев и различных неровностей.
Диапазоны измерений:
- шкала Бринелля, HB: 80…450;
- шкала Роквелла, HRC: 20…70.
Габаритные размеры, мм: 140 х 65 х 25.
Твердомер ультразвуковой «ТКМ-459М».
