Výber a rozsah použitia prístroja na meranie tvrdosti

Tvrdomer je nástroj na meranie tvrdosti kovov. Pojem tvrdosti prvýkrát definoval Leo Muhl ako schopnosť materiálu odolať vpichu tvrdého predmetu do jeho povrchu. Je to jeden z dôležitých ukazovateľov vlastností kovových materiálov. Všeobecne platí, že čím je tvrdosť vyššia, tým je lepšia odolnosť proti opotrebovaniu.

Podľa rôznych princípov sa meranie tvrdosti delí na tvrdomer typu Leeb, tvrdomer typu Rockwell, tvrdomer typu Brinell, tvrdomer typu Shaw, tvrdomer typu Shore, tvrdomer typu Barcol, mikrotvrdomer, tvrdomer podľa stupnice Mohs, tvrdomer typu Vickers atď.

Brinellov a Rockwellov prístroj na meranie tvrdosti sú najviac používané. Pomocou nich je možné skúšať oceľ a liatiny z ocele, nástrojové ocele s prísadami, nehrdzavejúcu oceľ, šedú liatinu, kujnú liatinu, liatiny z hliníka, zliatiny medi so zinkom (mosadz), zliatiny medi s cínom (bronz), čistú meď, kovanú oceľ, tepelné spracovanie, cementáciu, kalenie povrchovej vrstvy, povrchové povlaky, oceľ, neželezné kovy a veľmi malé či tenké súčiastky, gumi, plast, polovodičové platne (IC wafers), šperky atď.

Pri prístroji na meranie tvrdosti je potrebné brať do úvahy niekoľko bodov.

1. Tvrdomer sám o sebe spôsobí dve chyby: jedna je spôsobená deformáciou a pohybom jeho častí; druhá je spôsobená prekročením zadaného štandardu parametra tvrdosti. Pri druhej chybe sa tvrdomer pred meraním musí kalibrovať pomocou kalibračného bloku. Rockwellov tvrdomer je kvalifikovaný, ak je rozdiel pri kalibrácii v rozmedzí ±1 a stabilita hodnoty v rámci tohto rozdielu je v rozmedzí ±2, pričom možno uviesť korekčnú hodnotu. Ak je rozdiel mimo rozmedzia ±2, musí sa tvrdomer kalibrovať a opraviť alebo nahradiť inou metódou merania tvrdosti.

2. Prístroj na meranie tvrdosti má rôzne použiteľné rozsahy a jeho výber sa musí uskutočniť v súlade s predpismi. Napríklad pri tvrdosti vyššej ako HRB100 sa na meranie používa stupnica HRC; pri tvrdosti nižšej ako HRC20 sa na meranie používa stupnica HRB. Ak sa prekročí stanovený rozsah merania, je presnosť a citlivosť prístroja na meranie tvrdosti nízka, získaná hodnota tvrdosti je nepresná a prístroj nie je vhodný na použitie.

3. Pri výmene indenteru alebo podložky sa dajte pozor na dôkladné očistenie kontaktnej plochy. Po výmene použite oceľový vzorku určitej tvrdosti na viackrát opakované testovanie, kým sa dvakrát po sebe nezískajú rovnaké hodnoty tvrdosti. Cieľom je dosiahnuť pevné a dokonalé priliehanie indenteru alebo podložky k kontaktnej časti skúšobného zariadenia, aby sa zabránilo ovplyvneniu presnosti výsledkov testovania.

4. Po nastavení prístroja na meranie tvrdosti sa pri zahájení merania tvrdosti prvý merací bod skontroluje pomocou štandardného kalibračného bloku, aby sa vylúčila možnosť zlej kontaktnosti medzi skúšobnou vzorkou a podložkou, čo by mohlo spôsobiť nepresné merané hodnoty. Až po potvrdení, že prístroj na meranie tvrdosti je v normálnom prevádzkovom stave, sa prebieha formálne testovanie vzorky a zaznamenáva sa nameraná hodnota tvrdosti.

5. Ak to povaha skúšobnej vzorky umožňuje, vo všeobecnosti sa vyberú rôzne časti vzorky na meranie aspoň troch hodnôt tvrdosti. Vzdialenosť medzi týmito tromi bodmi musí byť ≥ 3 mm a ako hodnota tvrdosti vzorky sa berie ich priemerná hodnota.

6. Pri vzorkách so zložitým tvarom sa používajú príslušné podložky a testovanie sa vykonáva po ich pevnom upevnení. Kruhové vzorky sa zvyčajne umiestňujú do V-drážok na testovanie.

7. Prístroj na meranie tvrdosti sa musí kalibrovať v súlade s predpismi. Kalibračný štandardný blok používaný na kalibráciu prístroja na meranie tvrdosti nesmie byť použitý z oboch strán, pretože tvrdosť štandardnej povrchovej strany a zadnej povrchovej strany nemusí byť rovnaká. Všeobecne sa stanovuje, že platnosť kalibračného štandardného bloku trvá jeden rok od dátumu kalibrácie.

použitie jednotlivých prístrojov na meranie tvrdosti je nasledovné:

Brinellov prístroj na meranie tvrdosti: Hlavné použitie je pri skúšaní tvrdosti kovaného ocele a liatiny s nerovnomernou štruktúrou, ale je tiež vhodný pre neželezné kovy a mäkkú oceľ. Skúška tvrdosti podľa Brinella je vhodná na kontrolu surovín a polotovarov výrobky . Výhodou je veľký otlačok, ktorý dokáže odraziť komplexné vlastnosti materiálu a má vysokú presnosť; nevýhodou je veľký otlačok, preto sa zvyčajne nepoužíva na kontrolu hotových výrobkov.

‌ Rockwellov prístroj na meranie tvrdosti: Vhodný na skúšanie tvrdosti rôznych železných a neželezných kovov, vrátane kalenej ocele, kalenej a temperovanej ocele, temperovanej ocele, žíhaného oceli, povrchovo kalenej ocele, karbidových materiálov, materiálov z práškovej metalurgie, tepelne naprašovaných povlakov atď. Výhodou je široké spektrum aplikácií a vhodnosť pre skúšanie tvrdosti rôznych železných a neželezných kovov; nevýhodou je malá veľkosť vtlačeniny, čo ju robí vhodnou pre tenké plechy, tenkostenné rúry atď.

‌ Povrchový Rockwellov prístroj na meranie tvrdosti: Vhodné na skúšanie tvrdosti tenkých dosiek, cementácie, nitridácie, povrchovej tepelnej úpravy, tvrdých vrstiev, nehrdzavejúcej ocele a hliníkových zliatin atď. ‌ Vickersov prístroj na meranie tvrdosti: Používa sa na meranie malých dielov, tenkých oceľových dosiek, kovových fólií, integrovaných obvodov (IC), drôtov, tenkých tvrdých vrstiev, galvanicky nanesených vrstiev, skla, šperkov a keramiky. Výhodou je malý vtlačný stôl, čo je vhodné na skúšanie malých dielov a tenkých materiálov; nevýhodou je relatívne zložitý postup. Vhodné na skúšanie malých dielov, tenkých oceľových dosiek, kovových fólií a iných materiálov.