Избор и област на приложение на твърдомер

Твърдомерът е инструмент за измерване на твърдостта на метали. Дефиницията на твърдостта първоначално е предложена от Лео Мул и означава способността на материал да се противопоставя на внасяне на твърдо тяло в неговата повърхност. Това е един от важните показатели за производителността на металните материали. Обикновено колкото по-висока е твърдостта, толкова по-добра е износостойкостта.

Според различните принципи измерването на твърдостта се разделя на твърдомери по Лийб, Рокуел, Бринел, Шоу, Шор, Баркол, микротвърдомери, твърдомери по Моос и Викерс и др.

Твърдомерите по Бринел и твърдомерите по Рокуел са най-широко използваните. С тях могат да се измерват твърдостта на стомана и лито стоманено желязо, сплавени инструментални стомани, неръждаема стомана, сиво ливено желязо, ковко ливено желязо, лити алуминиеви сплави, медно-цинкови сплави (латун), медно-калиеви сплави (бронз), чиста мед, кована стомана, термична обработка, карбуритизация, закаляващ слой при закаляване, повърхностни покрития, стомана, цветни метали и малки и тънки детайли, гума, пластмаса, IC пластина, бижута и др.

Има няколко важни точки, които трябва да се имат предвид при използването на твърдомер.

1. Твърдомерът сам по себе си ще даде две грешки: едната е грешката, причинена от деформацията и движението на неговите части; другата е грешката, причинена от твърдостта, която надвишава зададения стандарт. За втората грешка твърдомерът трябва да бъде калибриран със стандартен еталонен блок преди измерването. Рокуеловият твърдомер се счита за годен, ако разликата при калибрирането е в границите ±1, а стабилната стойност в рамките на тази разлика е в границите ±2, и може да се даде корекционна стойност. Когато разликата излезе извън границите ±2, твърдомерът трябва да бъде калибриран и поправен или да се използва друг метод за измерване на твърдост.

2. Твърдомерът има различни приложими диапазони и трябва да се избира според нормативните изисквания. Например, когато твърдостта е по-висока от HRB100, за изпитване трябва да се използва скалата HRC; когато твърдостта е по-ниска от HRC20, за изпитване трябва да се използва скалата HRB. Това се дължи на факта, че при превишаване на определения изпитателен диапазон точността и чувствителността на твърдомера са ниски, получената стойност на твърдостта е неточна и уредът не е подходящ за употреба.

3. При замяна на индентора или анвил внимателно почистете контактната повърхност. След замяната извършете няколко изпитвания върху стоманена проба с определена твърдост, докато две последователни измервания дадат еднакви стойности на твърдостта. Целта е инденторът или анвилът да бъдат плътно притиснати и добре да контактуват с частта за контакт на изпитателната машина, за да се избегне влияние върху точността на резултатите от изпитването.

4. След настройването на твърдомера, при започване на измерването на твърдостта първата точка се измерва със стандартен тестов блок, за да се изключи възможността за неправилен контакт между пробата и опорната плоча, който би довел до неточни резултати. След потвърждение, че твърдомерът е в нормално работно състояние, се пристъпва към официалното измерване на пробата и записване на получената стойност на твърдостта.

5. Ако пробата позволява, обикновено се избират различни участъци и се измерват поне три стойности на твърдостта. Разстоянието между трите точки е ≥3 mm, а като стойност на твърдостта на пробата се приема средноаритметичната стойност от трите измервания.

6. За проби със сложна форма трябва да се използват съответстващи подложки и измерването може да се извърши след фиксиране на пробата. Кръглите проби обикновено се поставят в V-образни пазове за измерване.

7. Твърдомерът трябва да се калибрира според правилата. Стандартният блок, използван за калибриране на твърдомера, не може да се използва от двете страни, тъй като твърдостта на стандартната повърхност и на обратната повърхност може да не е еднаква. Обикновено се предвижда, че стандартният блок е валиден в продължение на една година от датата на калибрирането.

приложимите области на различните твърдомери са следните:

Бринелов твърдомер: Основно се използва за твърдостно изпитване на ковани стомани и чугуни с нееднородна структура, а също така е подходящо за цветни метали и мека стомана. Изпитването на твърдост по Бринел е подходящо за инспекция на суровини и полуфабрикати пРОДУКТИ . Предимството е, че отпечатъкът е голям, което позволява да се отрази комплексната производителност на материала и осигурява висока точност; недостатъкът е, че отпечатъкът е голям и обикновено не се използва за инспекция на готови изделия.

‌ Рокуелов твърдомер: Подходящ за измерване на твърдостта на различни феритни и неферитни метали, включително закалена стомана, закалена и отпусната стомана, отпусната стомана, отжарена стомана, повърхностно закалена стомана, карбидни материали, материали от порошкова металургия, термично напръскани покрития и др. Предимството е широкото приложение и пригодността за измерване на твърдостта на различни феритни и неферитни метали; недостатъкът е, че вдлъбнатината е малка и методът е подходящ за тънки листови метали, тънкостенни тръби и др.

‌ Повърхностен Рокуел-твърдомер: Подходящ за измерване на твърдостта на тънки плочи, карбуритни, нитридни и повърхностно закалени слоеве, неръждаема стомана и алуминиеви сплави и др. Викерс-твърдомер: Използва се за измерване на миниатюрни части, тънки стоманени плочи, метални фолио, интегрални схеми (IC), жици, тънки закалени слоеве, електролитно покрити слоеве, стъкло, бижута и керамика. Предимството е, че вдлъбнатината е малка, което я прави подходяща за изпитване на миниатюрни части и тънки материали; недостатъкът е, че операцията е относително сложна. Подходящ за изпитване на миниатюрни части, тънки стоманени плочи, метални фолио и други материали.