Val och användningsområde för hårdhetstestare

En hårdhetstestare är ett verktyg för mätning av metallers hårdhet. Begreppet hårdhet definierades först av Leo Muhl och anger ett materials förmåga att motstå att ett hårt föremål trycks in i dess yta. Det är en av de viktigaste prestandaindikatorerna för metallmaterial. I allmänhet gäller att ju högre hårdhet, desto bättre nötbeständighet.

Beroende på olika principer delas hårdhetsmätning in i Leeb-hårdhetstestare, Rockwell-hårdhetstestare, Brinell-hårdhetstestare, Shaw-hårdhetstestare, Shore-hårdhetstestare, Barcol-hårdhetstestare, mikrohårdhetstestare, Mohs-hårdhetstestare, Vickers-hårdhetstestare osv.

Brinell-hårdhetstestare och Rockwell-hårdhetstestare är de mest använda. Den kan användas för att testa stål och gjutjärn, legerat verktygsstål, rostfritt stål, gråjärn, segjärn, gjutaluminiumlegeringar, koppar-zinklegeringar (mässing), koppar-tinnlegeringar (brons), rent koppar, smidd stål, värmebehandling, karburering, härdningsskikt efter släckning, ytskikt, stål, icke-järnmetaller samt små och tunna delar, gummis, plast, IC-wafer, smycken m.m.

Det finns flera punkter som bör noteras angående hårdhetstestaren.

1. Hårdhetstestern själv ger upphov till två fel: det ena är felet som orsakas av deformation och rörelse hos dess delar; det andra är felet som orsakas av att hårdhetsparametern överskrider det angivna standardvärdet. För det andra felet måste hårdhetstestern kalibreras med en standardblock innan mätning utförs. En Rockwell-hårdhetstestare anses godkänd om kalibreringsavvikelsen ligger inom ±1, och det stabila värdet inom avvikelsen ligger inom ±2, varvid ett korrektionsvärde kan anges. När avvikelsen ligger utanför intervallet ±2 måste hårdhetstestern kalibreras och reparerats eller ersättas med andra hårdhetstestmetoder.

2. Hårdhetstestern har olika tillämpningsområden och bör väljas enligt gällande regler. Till exempel ska skalans HRC användas för provning när hårdheten är högre än HRB100; när hårdheten är lägre än HRC20 ska skalans HRB användas för provning. Eftersom noggrannheten och känsligheten hos hårdhetstestern är dålig när den överskrider det angivna provområdet, blir hårdhetsvärdet otillförlitligt och lämpar sig inte för användning.

3. Vid utbyte av penetrator eller platta bör man se till att rengöra kontaktområdet noggrant. Efter utbytet ska en stålprovkropp med en viss hårdhet användas för flera provningar tills samma hårdhetsvärde erhålls två gånger i rad. Syftet är att säkerställa att penetratorn eller plattan trycks fast och har god kontakt med kontaktområdet på provningsmaskinen, för att undvika att provresultatens noggrannhet påverkas.

4. När hårdhetsmätaren är justerad, testas den första mätpunkten med en standardprovblock när man börjar mäta hårdheten, för att utesluta situationen där kontakten mellan provet och stödet är dålig och det uppmätta värdet därför är otillförlitligt. Efter bekräftelse på att hårdhetsmätaren befinner sig i normal driftstatus kan provet officiellt testas och det uppmätta hårdhetsvärdet registreras.

5. Om provet tillåter detta väljs i allmänhet olika delar för att mäta minst tre hårdhetsvärden. Avståndet mellan de tre mätpunkterna ska vara ≥3 mm, och medelvärdet av de tre värdena anges som provets hårdhetsvärde.

6. För prov med komplex form bör motsvarande understöd användas, och provet kan testas efter att ha fixerats. Cylindriska prov placeras i allmänhet i V-rännor för testning.

7. Härdsstestern måste kalibreras enligt gällande regler. Standardblocket som används för att kalibrera härdsstestern får inte användas på båda sidor, eftersom härden på standardytan och på baksidan kan skilja sig åt. Det är i allmänhet fastställt att standardblocket är giltigt i ett år från kalibreringsdatumet.

tillämpningsområdena för olika härdsstestare är följande:

Brinell-härdsstestare: Används främst för hårdhetsprovning av smidd stål och gjutjärn med ojämn struktur samt är också lämplig för icke-järnmetaller och mjukt stål. Brinell-hårdhetsprovet är lämpligt för kontroll av råmaterial och halvfabrikat produkter . Fördelen är att tryckavtrycket är stort, vilket kan återspegla materialets sammanlagda egenskaper och ger hög noggrannhet; nackdelen är att tryckavtrycket är stort och används därför i allmänhet inte för kontroll av färdiga produkter.

‌ Rockwell-härdsstestare: Lämplig för hårdhetsprovning av olika järn- och icke-järnmetaller, inklusive härdad stål, härdad och temprerad stål, temprerad stål, glödglödad stål, ythärdad stål, karbidmaterial, pulvermetallurgiska material, termiska sprutbeläggningar osv. Fördelen är att den har ett brett tillämpningsområde och är lämplig för hårdhetsprovning av olika järn- och icke-järnmetaller; nackdelen är att tryckavtrycket är litet och att den är lämplig för tunna plåtmetaller, tunnväggiga rör osv.

‌ Yt-Rockwell-hårdhetstestare: Lämplig för hårdhetsprovning av tunna plåtar, karburering, nitridering, ytbearbetade härdade lager, rostfritt stål och aluminiumlegeringar osv. Vickers-hårdhetstestare: Används för att mäta små delar, tunna stålplåtar, metallfolier, integrerade kretsar (IC), trådar, tunna härdade lager, elektropläterade lager, glas, smycken och keramik. Fördelen är att tryckmärket är litet, vilket gör det lämpligt för provning av små delar och tunna material; nackdelen är att driftsättet är relativt komplicerat. Lämplig för provning av små delar, tunna stålplåtar, metallfolier och andra material.