Методи вимірювання твердості металів

  1. 1. Прямі методи
  2. 2. Непрямі методи
  3. 3. Заходи твердості

Всі методи вимірювання твердості металів можна умовно розділити на дві групи: прямі і непрямі.

1. Прямі методи

Це класичні методи вимірювання твердості по Бринеллю, по Роквеллу, по Віккерсу, по Шору, по Супер-Роквеллу. Твердість металів вимірюється або оцінюється в одиницях твердості. Принцип вимірювання твердості усіма прямими методами випливає з визначення твердості - здатності матеріалу чинити опір впровадженню іншого, більш твердого тіла. Як більш твердого тіла використовуються індентора, що виготовляються, наприклад, з алмазу або карбіду вольфраму і мають певну форму -шарік, конус, піраміда.

Прилади для вимірювання твердості прямими методами є стаціонарними установками, де до індентора, впроваджувати в виріб або зразок, прикладається певне навантаження. Наприклад, стаціонарний твердомер Роквелла NOVOTEST ТС-Р комплектується двома індентора - кулька з діаметром 1.5875 мм і алмазна конусна пірамідка з кутом 120 °, що додаються випробувальні навантаження 60,100 і 150 кг.

Після прикладання навантаження на поверхні зразка залишається відбиток Після прикладання навантаження на поверхні зразка залишається відбиток. Для кожного прямого методу визначення твердості сформульована залежність для обчислення значення твердості по відомим значенням прикладеного зусилля і певним геометричним параметрам відбитка. Для методу Роквелла, наприклад, реєструється глибина відбитка.

З переваг прямих методів вимірювання твердості варто відзначити універсальність щодо матеріалу зразка. Стаціонарні твердоміри спочатку готові до вимірювання твердості будь-яких металів і сплавів без додаткового калібрування. Недоліки - відсутність мобільності, обмеження за розмірами вимірюваних виробі, наявність досить великого відбитка, невисокий темп проведення замірів.

2. Непрямі методи

Непрямих методів всього два - ультразвуковий і динамічний. Ці методи не безпосередньо вимірюють твердість, а лише оцінюють значення твердості металу в залежності від інших фізичних властивостей.

2.1. Вимірювання твердості ультразвуком полягає в фіксації ступеня зміни (загасання) частоти коливань стержня з закріпленим на кінці індентором при впровадженні в поверхню зразка. Чим м'якше метал, тим більше глибина проникнення індентора і, відповідно, площа його контакту з металом, тим вище ступінь загасання частоти коливань (в ультразвуковому діапазоні). Метод практично не має обмежень за масою і розмірами випробовуваних виробів, залишає ледь помітний відбиток, застосуємо для вимірювання твердості поверхнево зміцнених шарів і виробів зі складною конструкцією (шестерні, підшипники, металовироби і т.д.). Обмежено застосовується на виробах з крупнозернистою структурою.

2.2. Динамічний метод реалізує залежність швидкості відскоку твердого тіла від твердості на поверхні зіткнення. Чим м'якше метал, тим більше енергії удару йде на формування відбитка (пластична деформація) і тим менше швидкість відскоку бойка з твердосплавним кулькою. Динамічний метод можна застосовувати для великих, масивних виробів з вагою не менше 5 кг і товщиною стінки не менше 10 мм. Підходить для вимірювання твердості, в тому числі і на литих виробах. Менш чутливий до якості поверхні, ніж ультразвуковий метод.

2.3. Обидва непрямих методу набули поширення у вигляді портативних, електронних приладів. Вимірювання твердості переносним твердоміром засноване на правильному виборі методу контролю (ультразвук або динаміка) і використанні коректної калібрування приладу. Зазвичай портативні твердоміри спочатку відкалібровані по стали на сталевих заходи твердості і мають можливість користувальницької калібрування на інших металах і сплавах при наявності зразків з відомою твердістю.

переваги переносних   твердомірів NOVOTEST   очевидні: мобільність, портативність, автономність, висока швидкість проведення вимірювань переваги переносних твердомірів NOVOTEST очевидні: мобільність, портативність, автономність, висока швидкість проведення вимірювань. Також варто відзначити наявність в електронних приладах можливості вимірювання твердості за кількома шкалами, архівації та статистичної обробки даних, зв'язку з комп'ютером.

3. Заходи твердості

Використовуються для налаштування і перевірки як портативних, так і стаціонарних твердомірів. Випускаються по кожній шкалі твердості окремо і мають унікальні розміри і номінали в одиницях твердості відповідно до нормативно-технічною документацією. При роботі з динамічними твердоміра слід враховувати той факт, що маса будь-якого заходу твердості менше 5 кг. В цьому випадку заходи притираються на масивну плиту через шар мастила.


Автор: Сергій Погорєлов

© 2008 — 2012 offroad.net.ua . All rights reserved. by nucleart.net 2008