Порівняння шкал вимірювання твердості - консалтинговий проект - eam

матеріал надав СИДОРОВ Олександр Смелаовіч

Твердість - властивість матеріалу чинити опір впровадженню в нього іншого, більш твердого тіла - індентора.

Для вимірювання твердості існує кілька шкал (методів вимірювання), найбільш поширеними серед яких є [1]:

• метод Брінелля (HB) - твердість визначається за діаметром відбитка, що залишається металевим кулькою, вдавлюють в поверхню. Твердість обчислюється як відношення зусилля, прикладеного до кульки, до площі відбитка. Розмірність одиниць твердості по Брінеллю - МПа. Метод не застосовується для тонких матеріалів і матеріалів з великою твердістю;
• метод Роквелла (HRA, HRB, HRC) - твердість визначається за відносної глибині вдавлення металевої кульки або алмазного конуса в поверхню тестованого матеріалу. Твердість обчислюється за формулою [2]: HR = HRmax - (H - h) / 0,002. де HRmax - максимальна твердість по Роквеллу (за шкалами A і C становить 100 одиниць, а за шкалою B - 130 одиниць), (H - h) - різниця глибин занурення індентора (в міліметрах) після зняття основного навантаження і до її застосування (при попередньому навантаженні). Твердість, визначена за цим методом, є безрозмірною величиною. Методу Роквелла простіше в реалізації, але має меншу точністю в порівнянні з методами Брінелля і Віккерса. Не допускається перевірка зразків з товщиною менш десятиразової глибини проникнення наконечника;
• метод Віккерса (HV) - твердість визначається за площею відбитка, що залишається чотиригранної алмазної пірамідкою, вдавлюють в поверхню. Твердість обчислюється як відношення навантаження, прикладеної до пірамідці, до площі відбитка. Розмірність одиниць твердості по Віккерсу - МПа. Дозволяє визначати твердість азотованих і цементованих поверхонь, а також тонких листових матеріалів [3]. але має знижену точністю в нижньому діапазоні (для м'яких матеріалів).

Результати вимірювання твердості по методам Роквелла і Віккерса можуть бути переведені за допомогою таблиць в одиниці твердості за методом Брінелля (таблиця 1) [4]. Знаючи твердість по Бринеллю, можна розрахувати межа міцності і плинності матеріалу, що важливо для прикладних інженерних задач [5]: