Твердомеры для металлов. Методы Бринелля и Роквелла
01.11.2017
Твердость – способность металла пластически деформироваться под воздействием объекта с более высокой твердостью (индентора).
Испытания на твёрдость являются очень распространёнными, поскольку определяют не только меру прочности изделия, но и его сопротивление переменным нагрузкам.
Преимущество метода – испытания на твёрдость относятся к числу неразрушающих, а твердомеры для металлов могут быть как стационарными, так и портативными.
Измерения могут проводиться на эталонных образцах (изготовленных из того же материала или сплава и подвергнутых такому же режиму термической обработки) или на готовых деталях. Единственное условие – в случае испытания готовых деталей необходимо принять меры к тому, чтобы объект контроля (ОК) не имел внешних повреждений.
Выбор метода контроля твёрдости зависит от:
- исходных механических показателей прочности, упругости и пластичности изделия
- размеров ОК (или места соединения смежных элементов конструкции, если устанавливается твёрдость в зоне, например, сварного шва)
- конечного результата: установить твёрдость самого изделия, либо твёрдость только его поверхности (выполняется для деталей, прошедших термическую обработку или иной вид поверхностного упрочнения).
- Требований к условиям проведения испытания. В полевых условиях используют не стационарные, а портативные твердомеры.
- Стабильности результатов измерений и их воспроизводимости при повторных испытаниях.
Твёрдость может быть измерена тремя группами методов – механическими (статическими и динамическими), а также ультразвуковыми. Кроме того, различают твёрдость при комнатных и повышенных температурах (так называемую «горячую твёрдость»). Техническая сущность всех методов одна – в ОК внедряется деформирующий элемент, глубина перемещения которого считывается по специальной шкале.
Твёрдость рассматривается как сопротивление металла необратимым пластическим деформациям, а потому отличается от других измерений наличием специальных унифицированных приборов – твердомеров для металлов.
Твердомеры Бринелля: методика и оборудование
Используются для определения твёрдости мягких сплавов и цветных металлов, чугуна и незакалённых сталей в соответствии с ГОСТ 9012-59.
Измерение твердости по Бринеллю производится либо стальным шариком, либо шариком из карбида вольфрама. Последний позволяет узнать твердость материалов, превышающих показатель обычной стали.Карбидный индентор, как правило, нужен для инструментальных сплавов.
Шарик из обычной стали используют, измеряя твердость древесины, меди, алюминия, дюраля, нержавейки, стекла. То есть, твердомер применяют не только к металлам.
Способ определения твёрдости по методу Бринелля заключается во вдавливании в поверхность ОК шарика-индентора (из закалённой стали или из твёрдого сплава).
В результате на металле остаётся отпечаток в виде полусферы определённого диаметра и глубины, что позволяет определить меру твёрдости по Бринеллю (НВ).
Современная конструкция твердомера Бринелля позволяет плавно внедрять индентор в образец, обеспечивает высокую точность приложения нагрузки (погрешность не более 1,0 %), что позволяет получать отпечатки с высокой повторяемостью, необходимой для обеспечения точности измерений твердости.
В качестве инденторов используются шарики из твердого сплава диаметром 1; 2,5; 5 и 10 мм. Величину нагрузки и диаметр шарика выбирают в зависимости от исследуемого материала, который разделен на 5 основных групп:
1 — сталь, никелевые и титановые сплавы; 2 — чугун; 3 — медь и сплавы меди; 4 — легкие металлы и их сплавы; 5 — свинец, олово.
При измерении твердости по методу Бринелля необходимо выполнять следующие условия:
- образцы с твердостью выше HB 450/650 кгс/мм2 испытывать запрещается;
- поверхность образца должна быть плоской и очищенной от окалины и других посторонних веществ;
- диаметры отпечатков должны находиться в пределах 0,2D
Источник: https://alfatest.ru/support/articles/Tverdomery-dlya-metallov-metody-brinellya-i-rokvella/
Твердомеры для металлов. Метод Роквелла и Бринелля
Под твёрдостью металлов понимают их способность пластически деформироваться при нагрузках, которые прикладываются к детали в результате внедрения в неё элемента с более высокой твёрдостью – индентора.
Испытания на твёрдость считаются одними из наиболее распространённых, поскольку определяют как меру прочности изделия, так и его способность сопротивляться переменным во времени нагрузкам.
При этом, в отличие от других методов контроля, испытания на твёрдость относятся к числу неразрушающих, а твердомеры для металлов могут быть достаточно компактными.
Сущность методов определения твёрдости металлов
Испытания могут проводиться как на эталонных образцах (изготовленных из того же металла, и подвергнутых такому же режиму термической обработки), так и непосредственно на готовых деталях. В последнем случае необходимо принять меры к тому, чтобы испытуемое изделие не имело затем внешних повреждений.
Выбор метода испытания твёрдости зависит от:
Твёрдость может быть измерена тремя группами методов – механическими (статическими и динамическими), а также ультразвуковыми.
Кроме того, различают твёрдость при комнатных и повышенных температурах (так называемую «горячую твёрдость»).
Независимо от этого, физическая сущность всех методов одна – в образец внедряется деформирующий элемент, перемещение которого считывается по специальной шкале.
Твёрдость рассматривается как сопротивление металла необратимым пластическим деформациям, а потому отличается от других измерений наличием специальных унифицированных приборов – твердомеров для металлов.
Твердомеры Бринелля
Способ определения твёрдости по методу Бринелля заключается в том, что в поверхность детали вдавливается шарик или из закалённой стали, или из твёрдого сплава. В результате на металле остаётся отпечаток в виде полусферы определённого диаметра и глубины, что определяет меру твёрдости по Бринеллю НВ.
К методу предъявляются следующие требования:
Диаметр шарика, мм
Рекомендуемая нагрузка на индентор, кН в зависимости от материала изделия
Стали, чугуны, высокопрочные сплавы Большинство цветных металлов и сплавов Алюминий Подшипниковые сплавы
Свинец, олово, баббиты
10 29,42 9,8 4,9 2,45
1,225
5 7,335 2,45 1,225 0,613
0,307
2,5 1,84 0,613 0,307 0,153
0,077
1,25 0,459 0,153 0,076 0,038
0,019
1 0,294 0,098 0,049 0,0245
0,013
Рекомендуе-мый диапазон измерения твёрдости НВ 67…450 22…315 11…158 6…78
3…39
Метод Бринелля непригоден, если измеренная твёрдость превышает 450 НВ: в таком случае происходит деформация контактной поверхности самого индентора.
Твердомеры для металлов, реализующие метод Бринелля, подразделяют на приборы типа ТШ и типа БТБ.
Стационарные твердомеры для металлов типа ТШ, с механическим приводом от электродвигателя, состоят из следующих узлов:
- Узла нагружения, который включает в себя оправку с индентором, возвратную пружину и корпус;
- Узла привода, состоящего из электродвигателя и системы передач;
- Рычажного механизма, который передаёт рабочую нагрузку на шарик;
- Рабочего стола;
- Панели управления и контроля результатов измерений.
- Противовеса с грузами;
- С-образной станины.
Твердомер Бринелля работает так. Деталь испытуемой поверхностью вверх устанавливают на стол, после чего поднимают его до упора, имеющегося в корпусе индентора. Далее включается электродвигатель, который перемещает корпус индентора.
Тот, преодолевая сопротивление пружин, приводит в движение шарик, который вдавливается в металл. Конечный результат считывается по шкале.
Отношение плеч рычажного механизма, а также суммарный вес грузов на противовесе устанавливается в зависимости от предполагаемого результата измерений (см. таблицу выше).
Твердомеры для металлов типа БТБ имеют некоторые эксплуатационные преимущества перед приборами ТШ: они обладают увеличенными размерами рабочего пространства стола, смена режимов нагружения производится механически, а для отсчёта результата используется более точная оптическая система. Работы на твердомерах БТБ производят в той же последовательности, что и на приборах ТШ, но образец после испытания сканируется измерительной головкой, с отображением результата на экране.
Данный способ подходит также для определения твёрдости изделий, которые эксплуатируются при повышенных температурах. Для этого на стол устанавливается ванна с нагревающей образец жидкостью, причём для температур до 3000С используют масло, а для более высоких температур – солевой расплав. Образец помещают в ванну на асбестовую плиту, после чего измеряют твёрдость обычным методом.
Доступными и простыми в эксплуатации являются переносные твердомеры для металлов типа ТШП. Испытательная головка прибора устанавливается на деталь в месте измерения и крепится струбциной или специальными захватами.
Нагрузка создаётся вручную, и контролируется по шкале индикатора. Для измерения результата применяют переносной микроскоп типа МПБ. Замеренный отпечаток сравнивается со значениями, которые приводятся в таблицах пересчёта.
Твердомеры для металлов, работающие по методу Бринелля, имеют ряд ограничений своего применения:
- Не учитывается упругая деформация детали под нагрузкой.
- Динамика проведения испытания (время и скорость вдавливания индентора) очень сильно зависит от исходной твёрдости металла.
- Поверхность в месте испытания должна быть строго перпендикулярной оси движения индентора.
- При повторных измерениях твёрдости расстояние между смежными отпечатками должны быть не менее 0,2…0,6 от диаметра шарика.
Твердомеры Роквелла
Метод определения твёрдости металлов по Роквеллу состоит во вдавливании алмазного конуса или стального закалённого шарика в предварительно зашлифованную поверхность образца.
В отличие от предыдущего способа твёрдость по Роквеллу заключается в определении глубины вдавливания.
Метод Роквелла считается более оперативным, а в таких твердомерах автоматизируется как процесс испытания, так и последующая обработка его результатов.
Суть метода Роквелла заключается в том, что предварительно выбирается некоторая реперная точка, и полученная для этой координаты глубина внедрения индентора вычитается из произвольно выбранной наибольшей глубины вдавливания.
Метод Роквелла имеет несколько разновидностей, каждая из которых применяется в определённых условиях испытаний (см. таблицу):
Вариант метода А В С F N
T
Форма индентора Конус Шарик Конус Шарик Конус
Шарик
Материал индентора Алмаз Сталь Алмаз Сталь Алмаз
Сталь
Условное обозначе-ние твёрдости HRA HRB HRC HRF HRN
HRT
Диапазон замера твёрдости 60…80 35…100 30…70 60…100 17…92
5…94
Металлы
Стали весьма высокой твёрдости Стали средней твёрдости, цветные сплавы Стали повышенной твёрдости Тонколистовые металлы
Для испытания тонких или малогабаритных изделий
Стационарные твердомеры для металлов, реализующие метод Роквелла (типа ТК), подразделяют на приборы с электрическим и механическим приводом. Ручной твердомер ТК включает в себя:
Последовательность действия твердомера Роквелла следующая. Образец шлифованной поверхностью вверх размещают на измерительном столе, после чего перемещают его вверх, до начала вдавливания индентора в поверхность, что отслеживается по шкале твердомера.
Так происходит предварительное нагружение, признаком окончания которого является вертикальное расположение большой стрелки. Это означает, что индентор внедрился в поверхность на глубину, при которой упругая деформация металла уже перешла в пластическую.
Далее, освобождают рукоятку, которая амортизатором возвращается до упора, и нагружают испытуемое изделие основным усилием. В конечном положении нагрузка на деталь должна быть не менее 5…10 с., когда на индикаторе появится искомое значение твёрдости по Роквеллу.
После этого маховичком возвращают столик в исходное положение, и снимают с него деталь.
Условная единица твёрдости Роквелла соответствует 2 мкм перемещения рабочего наконечника индентора.
Существуют и переносные разновидности приборов Роквелла. К числу наиболее популярных относится прибор типа ТКП, испытательная головка которого прикрепляется к измеряемой детали.
Нагрузку от рукоятки производит трёхкулачковый валик, передающий усилие шпинделю, в котором размещается индентор.
Последовательность приложения нагрузок – предварительной и основной – в приборах типа ТКП такая же, так и в стационарных твердомерах для металла, где применяется метод Роквелла.
Применяются также и другие типы твердомеров для металла – Шора, Виккерса и пр. Их цена зависит от технических характеристик прибора. Например, диапазон цен на портативные динамические твердомеры составляет 30000…50000 руб, на стационарные установки – от 275000 до 420000 руб.
Источник
Источник: http://stroymaster-base.ru/instrumenty-i-materialy/tverdomery-dlya-metallov-metod-rokvella-i-brinellya.html
Твердость. Измерение твердости по Роквеллу, Бринеллю, Виккерсу – ООО “ТЕХИНТЕСТ”
Опубликовано 19.09.2016 13:08
Твердость – сопротивление твердого тела изменению формы (деформированию) либо разрушению в поверхностном слое при местных силовых контактных воздействиях. Проецируя это определение на методы неразрушающего контроля, можем получить следующее определение твердости: это свойство материала сопротивляться пластической деформации.
Наибольшее распространение для определения твердости металлов получили методы, основанные на вдавливании индентора в виде стального шарика (методы Бринелля и Роквелла), алмаза в форме пирамиды (метод Виккерса) или алмаза с округлой вершиной (также метод Роквелла) в испытуемый образец.
Давайте рассмотрим отдельной каждый из указанных методов.
Метод Роквелла – метод определения твердости материалов, преимущественно металлов, основанный на вдавливании под заданной нагрузкой в поверхность испытуемого образца специального индентора – алмаза в форме конуса либо стального закаленного шарика.
Метод назван по имени разработавшего его в 1919 году американского металлурга Стенли Роквелла.
Отличием данного метода является применение небольших испытательных нагрузок (60, 100 и 150 кгс), что позволяет применять его для испытания тонких образцов и окончательно обработанных изделий, а также применение специальных шкал твердости, связанных только с глубиной отпечатка.
Шкалы твердости по Роквеллу.
Существует 11 основных шкал для определения твердости по методу Роквелла. Это шкалы A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T, при этом, как упоминалось ранее, наиболее часто используемые среди них – это шкалы А, В и С с испытательной нагрузкой 60, 100 и 150 кгс соответственно.
Таблица 1. Наиболее широко используемые шкалы твёрдости по Роквеллу.
| Шкала | Индентор | Нагрузка, кгс |
| А | Алмазный конус с углом 120° при вершине | 60 |
| В | Шарик диаметром 1/16 дюйма из карбида вольфрама (или закалённой стали) | 100 |
| С | Алмазный конус с углом 120° при вершине | 150 |
Важно отметить, что чем твёрже материал, тем меньше будет глубина проникновения наконечника в него.
Чтобы при большей твёрдости материала не получалось меньшее число твёрдости по Роквеллу, вводят условную шкалу глубин, принимая за одно её деление глубину, равную 0,002 мм.
При испытании алмазным конусом предельная глубина внедрения составляет 0,2 мм, или 0,2/0,002 = 100 делений, при испытании шариком — 0,26 мм, или 0,26/0,002 = 130 делений.
Нормативные документы для метода Роквелла.
- ГОСТ 9013-59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу;
- ISO 6508-1: Metallic Materials — Rockwell Hardness Test. Part 1: Test Method (Scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T);
- ASTM E-18 Standard Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials;
- ASTM E-140 Standard Hardness Conversion Tables for Metals. Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness.
Метод Виккерса – метод измерения твердости металлов и сплавов, основанный на вдавливании в испытуемый материал правильной четырёхгранной алмазной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями. При этом само значение твердости вычисляется путем деления приложенной нагрузки на площадь поверхности полученного пирамидального отпечатка.
Данный метод измерения подходит для определения значений твердости деталей малой толщины из черных и цветных металлов и сплавов; деталей, закаленных на малую глубину, а также деталей, имеющих тонкие слои гальванических покрытий. Основным недостатком метода Виккерса является зависимость измеряемой твёрдости от приложенной нагрузки или глубины внедрения индентора (явление размерного эффекта).
Нормативные документы для метода Виккерса.
- ГОСТ 2999-75 (СТ СЭВ 470-77) – Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу;
- ISO 6507-1:2005 Metallic materials. Vickers hardness test. Part 1: Test method.
Метод Бринелля – один из основных методов определения твердости материалов, основанный на вдавливании в поверхность испытуемого материала металлического шарика из твёрдого сплава с определенным диаметром и дальнейшем измерении диаметра полученного отпечатка. В качестве инденторов используются шарики из твёрдого сплава диаметром 1; 2; 2.5; 5 и 10 мм. Величину нагрузки и диаметр шарика выбирают в зависимости от исследуемого материала. При этом сами исследуемые материалы делят на 5 основных групп:
- сталь, никелевые и титановые сплавы;
- чугун;
- медь и сплавы меди;
- лёгкие металлы и их сплавы;
- свинец, олово.
Кроме этого, вышеприведенные группы могут разделяться на подгруппы в зависимости от твёрдости образцов.
Нормативные документы для метода Бринелля.
- ISO 6506-1:2014 «Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method»;
- ДСТУ ISO 6506-1:2007 «Визначення твердості за Брінеллем. Частина 1. Метод випробування»;
- ASTM E-10 «Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials»;
- ASTM E140-07 «Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness».
Важно, также, отметить, что по ISO 6506-1:2005 (ГОСТ 9012-59) регламентированы следующие основные нагрузки для метода Бринелля: 9.807 Н; 24.52 Н; 49.03 Н; 61.29 Н; 98.07 Н; 153.2 Н; 245.2 Н; 294.2 Н; 306.5 Н; 612.9 Н; 980.7 Н; 1226 Н; 2452 Н; 4903 Н; 7355 Н; 9807 Н; 14 710 Н; 29 420 Н.
Среди недостатков метода можно отметить следующие: применим для материалов с твердостью не более 450 HB; измеряемые значения твердости напрямую зависят от приложенной нагрузки (обратный размерный эффект); по краям отпечатка от индентора образуются навалы и наплывы, что затрудняет измерение как диаметра, так и глубины отпечатка; из-за относительно большого диаметра используемых шариков данный метод неприменим для тонких образцов.
Для измерения твердости материалов по указанным методам используются специальные приборы: портативные и стационарные твердомеры. Подробнее о каждом из видов мы расскажем в следующих статьях.
Источник: http://www.techintest.ru/statyi/91-tverdost-izmerenie-po-rockvellu-branellyu-vikkersu.html
Методы измерения твердости металлов
Существует довольно большое количество различных механических характеристик металла, которые учитываются при производстве различных деталей.
Многие из них зависят от химического состава материала, другие от особенностей эксплуатации.
Измерение твердости металла проводится чаще других испытаний, так как это качество во многом определяет особенности эксплуатации материала. Рассмотрим особенности определения твердости подробнее.
Измерение твердости
Понятие твердости
Твердость – свойство материалов, характеризующее способность проникновения одного, более твердого, тела в другое. Также эта характеристика определяет устойчивость к пластической деформации или разрушению поверхностных слоев при оказании сильного давления.
Все методы определения твердости материалов можно разделить на несколько основных групп:
- Статические. Подобные методы характеризуются тем, что нагрузка постепенно возрастает. Время выдержки может быть разным — все зависит от особенностей применяемого метода.
- Динамические характеризуются тем, что нагрузка на образец подается с определенной кинетической энергией. При этом показатель твердости является менее точным, так как при динамической нагрузке возникает определенная отдача из-за упругости материала. Результаты подобных испытаний зачастую называют твердостью материалов при ударе.
- Кинетические основаны на непрерывной регистрации показателей во время проведения испытаний, что позволяет получить не только конечный, но и промежуточный результат. Для этого применяется специальное оборудование.
Измерение твердости инструмента
Кроме этого, классификация методов определения твердости проводится по принципу приложенной нагрузки. Выделяют следующие способы испытания образца:
- Вдавливание является на сегодняшний день наиболее распространенным способом определения рассматриваемого показателя.
- При отскоке проводится замер того, как высоко боек отлетит от поверхности испытуемого образца. В данном случае просчет твердости проводится по показателю сопротивления упругой деформации. Методы подобного типа довольно часто применяются для контроля качества прокатных валиков и изделий с большими размерами.
- Методы, основанные на царапании и резании, сегодня применяются крайне редко. Были они разработаны два столетия назад.
Как правило, в твердомерах есть деталь, которая оказывает воздействие на испытываемую заготовку. Примером можно назвать стальные шарики различного диаметра и алмазные наконечники с формой пирамиды. Некоторые из применяемых на сегодняшний день методов рассмотрим подробнее.
Измерение твердости по Бринеллю
Чаще всего проводится измерение твердости по Бринеллю. Этот метод регламентирован ГОСТ 9012. К особенностям испытания металлов и сплавов подобным методом можно отнести следующие моменты:
- В качестве тела, которое будет оказывать воздействие на испытуемый образец, используется стальной шарик.
- Для тестирования применяется шарик с определенным диаметром, который изготавливается из закаленной стали. К нему прилагается постоянно нарастающая нагрузка.
- Главным условие применения этого метода тестирования металлов и сплавов является то, что шарик должен изготавливается из более твердого материала, чем испытуемый образец.
- После завершения теста проводится измерение полученного отпечатка на поверхности.
- Данный способ позволяет получить данные, которые указываются в HB. Именно это обозначение сегодня встречается чаще других в различной справочной документации.
- Для удобства применения данного способа были созданы специальные таблицы, которые основаны на зависимости диаметрального размера шарика, твердости и полученного отпечатка.
Измерение по методу Бринеллю
Стоит учитывать, что по Бринеллю не рекомендуется тестировать стали и сплавы, твердость которых превышает значение 450HB. Цветные металлы должны обладать показателем ниже 200 HB.
Измерение твердости по Виккерсу
Также выделяют метод измерения твердости по Виккерсу, который регламентирован ГОСТ 2999. Получил он распространение при определении твердости деталей и заготовок, который имеют небольшую толщину. Кроме этого, он может применяться для измерения твердости деталей, имеющих поверхностный твердый слой.
К особенностям этого способа тестирования образца можно отнести нижеприведенные моменты:
- Применяется так называемый алмазный наконечник, который имеет форму пирамиды с четырьмя гранями и равными сторонами.
- Выбирается определенное время выдержки.
- После того, как снимается нагрузка, проводится измерение размеров диагоналей получившегося отпечатка и вычисляется среднее арифметическое значение.
- Величина прилагаемой нагрузки регламентирована, может выбираться в зависимости от типа тестируемого материала.
- Полученные результаты в ходе проведения исследований обозначаются HV.
Метод Виккерса
В некоторых случаях после полученного значения указывается время выдержки и величина прилагаемой нагрузки, что позволяет с большей точностью определить значение твердости.
Измерение твердости по Роквеллу
Данный метод регламентируется ГОСТ 9013. Для его проведения используется специальный прибор для измерения твердости, который позволяет создать две последовательные нагрузки, прилагаемые к поверхности образца. К особенностям проведения подобного теста можно отнести:
- Сначала оказывается предварительная нагрузка, после чего добавляется вторая.
- После выдержки под общей нагрузкой в течении 3-5 секунд вторая снимается, проводится замер глубины отпечатка, затем снимается предварительная нагрузка.
- Измерение полученных данных проводится в условных единицах, которые равны осевому смещению индикатора на 0,002.
- Определяется число твердости по Роквеллу по специальной шкале прибора.
- Форма применяемого индикатора может существенно отличаться. Именно поэтому было введено несколько типов измерительных шкал, которые соответствуют определенной форме индикатора.
- Для обозначения полученной величины могут применяться обозначения HIRA, HRC, HRB. Они соответствуют форме применяемого индикатора и шкалы обозначения.
Принцип измерения твердости по Роквеллу
В качестве индикатора могут использоваться стальной шарик и два алмазных конуса различного размера.
Этот метод измерения твердости закаленных деталей проводится только при применении алмазного конуса меньшего размера, предварительная оказываемая нагрузка составляет 10 кгс, основная 50 кгс.
За счет предварительной нагрузки исключается вероятность того, что из-за упругости материала полученные значения будут менее точными. Кроме этого, предварительная нагрузка позволяет проводить измерение твердости металлов и сплавов, которые прошли предварительную термическую обработку.
Измерение твердости по Шору
Метод определения твердости по Шору применяется для тестирования прокатных валиков на момент их изготовления. Кроме этого, проверка рассматриваемого показателя может проводиться при эксплуатации валиков на прокатных станках, так как из-за оказываемого воздействия структура металла может изменяться, ухудшая эксплуатационные качества. Регламентирован метод Шора ГОСТ 23273.
Шкала твердости по Шору
Рассматривая измерение твердости по Шору, следует отметить следующие моменты:
- В отличие от предыдущих способов, рассматриваемый основан на свободном падении алмазного индикатора на тестируемую поверхность с определенной высоты. Для тестирования применяется специальное оборудование, которое позволяет фиксировать точно высоту отскока.
- Масса применяемого бойка с алмазным наконечником составляет 36 грамм. Этот показатель важен, так как учитывается при проводимых расчетах.
- Твердость определяется по высоте отскока, измерение проводится в условных единицах. Падение образца на поверхность происходит с образованием небольшого углубления, а упругость приводит к обратному отскоку. Этот метод хорош тем, что позволяет проводить тестирование образцов, которые прошли предварительную термическую обработку. При постепенном вдавливании возникающая нагрузка может стать причиной деформирования используемого наконечника или шарика. В этом случае вероятность их деформации весьма мала.
- За 100 единиц твердости в этом случае принято считать высоту отскока 13,6 мм с возможностью небольшого отклонения в большую или меньшую сторону. Этот показатель можно получить при тестировании углеродистой стали, прошедшей процесс закалки. В качестве обозначения применяется аббревиатура HSD.
Сегодня этот способ измерения твердости применяется довольно редко из-за высокой погрешности и сложности замера высоты отскока байка от тестируемой поверхности.
Как ранее было отмечено, существует довольно большое количество методов измерения рассматриваемого показателя. Однако из-за сложности проведения тестов и большой погрешности многие уже не применяются.
В некоторых случаях проводится тестирование на микротвердость. Для измерения этого показателя прилагается статическая нагрузка к телу с формой пирамиды, и оно входит в испытуемые образец. Время выдержки может варьироваться в большом диапазоне. Показатель вычисляется примерно так же, как при методе Виккерса.
Соотношение значений твердости
При выборе метода измерения твердости поверхности следует учитывать, что между полученными данными нет никакой связи. Другими словами, выполнить точный перевод одной единицы измерения в другую нельзя.
Применяемые таблицы зависимости не имеют физического смысла, так как они эмпирические.
Отсутствие зависимости также можно связать с тем, что при тестировании применяется разная нагрузка, различные формы наконечников.
Существующие таблицы следует применять с большой осторожностью, так как они дают только приблизительные результаты. В некоторых случаях рассматриваемый перевод может оказаться весьма точным, что связано с близкими физико-механическими свойствами испытуемых металлов.
В заключение отметим, что значение твердости связано со многими другими механическими свойствами, к примеру, прочностью, упругостью и пластичностью. Поэтому для определения основных свойств металла довольно часто проводят измерение именно твердости. Однако прямой зависимости между всеми механическими свойствами металлов и сплавов нет, что следует учитывать при проведении измерений.
Источник: http://StankiExpert.ru/tehnologii/izmerenie-tverdosti.html
Твердомер ультразвуковой по методам Роквелла – Бринелля – Виккерса серии ТКМ-459С
Описание:
Ультрасовременный высокоточный твердомер серии ТКМ-459С представляет новое поколение измерительных приборов НК и предназначен для применения в полевых, производственных и лабораторных условиях для оперативного измерения твердости металлов и металлических изделий, в том числе поверхностноупрочненных слоев (цементация, азотирование, закалка ТВЧ и другие), гальванических покрытий (хром), наплавок, оценки механической прочности. Твердомер оснащен цветным графическим OLED-дисплеем и выполнен в ударопрочном, пыле-влагозащищенном корпусе, что позволяет применять его в самых тяжелых эксплутационных условиях. В основу принципа действия твердомера заложен UCI метод (Ultrasonic Contact Impedance – ультразвуковой контактный импеданс).
Твердомер ТКМ-459С реализует измерения в основных, стандартизованных в России шкалах твердости HB, HRC, HV. Также возможен контроль по шкалам HRA, HRB, HSD и пределу прочности (МПа, пересчет по ГОСТ 22791-77). Предусмотрена возможность программирования пользователем собственных шкал.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРА
| Диапазон измерений (стандартное исполнение) | |
| по Роквеллу: | 20 – 70 HRC |
| по Бринеллю: | 90- 460 HB |
| по Виккерсу: | 230 – 940 HV |
| Погрешность измерений (стандартное исполнение, определяемая по мерам твердости 2-го разряда) | |
| по Роквеллу: | 2 HRC |
| по Бринеллю: | |
| в диапазоне 90 – 180 HB | 10 HB |
| в диапазоне 180 – 250 HB | 15 HB |
| в диапазоне 180 – 250 HB | 20 HB |
| по Виккерсу: | |
| в диапазоне 240 – 500 HV | 15 HV |
| в диапазоне 500 – 800 HV | 20 HV |
| в диапазоне 800 – 940 HV | 20 HV |
| Диаметр площадки для установки датчика: | |
| на плоскости | 1 мм |
| в пазу (глухом отверстии) | 5 мм |
| Число замеров для вычисления среднего значения: | 1 – 99 |
| Количество алгоритмов отброса результатов неорректно совершенных замеров | 3 |
| Информация дополнительно выводимая на дисплей в процессе измерения (определяется пользователем): | результаты статистической обработки |
| Емкость памяти результатов измерений: | 12 400 |
| Число дополнительных индивидуальных калибровок: | 50 (по 5 для каждой шкалы прибора) |
| Число шкал программируемых пользователем: | 3 |
| Сигнализация выхода за допустимый дапазон: | настраиваемая пользователем |
| Цветовая палитра дисплея: | настраиваемая пользователем |
| Подсветка дисплея: | настраиваемая пользователем |
| Время автоматического выключения прибора: | настраиваемое пользователем |
| Размеры электронного блока твердомера: | 125 х 70 х 40 |
| Питание: | аккумуляторное (возможно использование батареек) |
| Масса твердомера: | 0,4 кг |
| Диапазон рабочих температур: | -15 … +40 °С |
| Гарантийный срок обслуживания: | 30 месяцев |
Комплектность поставки портативного твердомера серии ТКМ-459С
| Электронный блок твердомера | 1 шт. |
| Датчик типа “А” (штатный датчик, нагрузка – 50Н) | 1 шт. |
| Аккумулятор (комплект, заранее установлен в прибор) | 1 шт. |
| Зарядное устройство | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации (совмещено с паспортом) | 1 шт. |
| Свидетельство о поверке (или отметка в паспорте) | 1 шт. |
| Кабель USB для подключения к ПК. | 1 шт. |
| Программное обеспечение для ПК | 1 шт. |
| Чехол для закрепления твердомера на груди оператора. | 1 шт. |
| Манжета для закрепления твердомера на руке оператора. | 1 шт. |
| Сумка для переноски и хранения | 1 шт. |
Дополнительные принадлежности для портативного твердомера серии ТКМ-459С
| Датчик тип “А” (нагрузка 50Н) | Датчик, входящий в штатный комплект поставки твердомера. Предназначен для решения основной массы задач контроля. |
| Датчик тип “Н” (нагрузка 10Н) | Датчик с уменьшенной нагрузкой – для контроля изделий с повышенными требованиями к величине отпечатка, гальванических покрытий. |
| Датчик тип “С” (нагрузка 100Н) | Датчик с увеличенной нагрузкой, для контроля изделий с плохо подготовленной поверхностью. |
| Датчик тип “К” (нагрузка 50Н, высота 70мм) | Датчик с уменьшенными габаритами, для контроля внутри труб, труднодоступных местах. |
| Специализированная насадка U-459 | Для облегчения позиционирования датчиков А, Н, Сна сложных поверхностях. |
| Штатив для датчика твердомера | Для облегчения контроля малогабаритных изделий. |
| Эталонные меры твердости (по ГОСТ 9031-75) | Для контроля работоспособности и периодической поверки твердомеров. |
| Аккумуляторная шлифовальная машинка | Для подготовки зоны контроля на поверхности изделий |
Источник: http://tpmarket.ru/tverdomery/portativnye/tverdomer-ultrazvukovoy-po-metodam-rokvella-brinellya-vikkersa-serii-tkm-459s-76
Меры твердости для измерения твердости металлов по методам Бринелля, Виккерса, Роквелла, Супер-Роквелла и Шора
Актуальные цены представлены в разделе прайс-лист
Меры твердости образцовые 2 разряда по ГОСТ 9031-75 предназначены для поверки приборов измерения твердости металлов по методам Бринелля, Виккерса, Роквелла, Супер-Роквелла и Шора.В зависимости от назначения меры твердости выпускаются следующих типов:
Меры твердости изготавливаются по ГОСТ 9031-75. |
|
||
| Меры твердости по Бринеллю (МТБ-1) |
| Значение твердостипо ГОСТ 9031-75 | Нагрузка, кг | Размах значений твердости | Размер, мм |
| HB: 400±50 | 3000 | не белее 2,0% | 100х80х12 |
| HB: 200±50 | 3000 | не более 2,0% | 100х80х12 |
| HB: 100±50 | 1000 | не более 2,0% | 100х80х12 |
В комплект мер твердости по Бринеллю МТБ-1 входит по одной мере каждого номинала (100, 200, 400) НВ.
Возможно приобретение мер любого номинала поштучно.
|
||
| Меры твердости по Роквеллу (МТР-1) |
| Значение твердостипо ГОСТ 9031-75 | Нагрузка, кг | Размах значений твердости | Размер, мм |
| HRA: 83±3 | 60 | не более 1,2% | 60х40х6 |
| HRB: 90±10 | 100 | не более 1,2% | 60х40х6 |
| HRC: 65±5 | 150 | не более 0,5% | 60х40х6 |
| HRC: 45±5 | 150 | не более 0,8% | 60х40х10 |
| HRC: 25±5 | 150 | не более 1,1% | 60х40х10 |
В комплект мер твердости по Роквеллу МТР-1 входит по одной мере каждого номинала.
Возможно приобретение мер любого номинала поштучно.
|
||
| Меры твердости по Виккерсу (МТВ-1) |
| Значение твердостипо ГОСТ 9031-75 | Нагрузка, кг | Размах значений твердости | Размер, мм |
| HV: 800±50 | 100 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 50 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 30 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 20 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 10 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 5 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 3 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 2 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 1 | 5,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 0,5 | 5,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 0,3 | 5,0% | 60х40х6 |
| HV: 800±50 | 0,2 | 5,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 100 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 50 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 30 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 20 | 2,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 10 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 5 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 3 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 2 | 3,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 1 | 5,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 0,5 | 5,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 0,3 | 5,0% | 60х40х6 |
| HV: 450±75 | 0,2 | 5,0% | 60х40х6 |
В комплект мер твердости по Виккерсу МТВ-1 входит по одной мере каждого номинала.
Возможно приобретение мер любого номинала поштучно.
|
||
| Меры твердости Супер-Роквелла (МТСР-1) |
| Значение твердостипо ГОСТ 9031-75 | Нагрузка, кг | Размах значений твердости | Размер, мм |
| HRN: 92±2 | 15 | 0,6 HRN | 60х40х6 |
| HRN: 80±4 | 30 | 0,6 HRN | 60х40х6 |
| HRN: 45±5 | 30 | 1,1 HRN | 60х40х6 |
| HRT: 76±6 | 30 | 1,2 HRT | 60х40х6 |
| HRT: 45±5 | 30 | 1,8 HRT | 60х40х6 |
| HRN: 49±6 | 45 | 1,1 HRN | 60х40х6 |
В комплект мер твердости по Супер-Роквеллу МТСР-1 входит по одной мере каждого номинала.
Возможно приобретение мер любого номинала поштучно.
ТАКЖЕ ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ НА:
| Универсальный динамический твердомер NOVOTEST Т-Д2 | Универсальный ультразвуковой твердомер NOVOTEST Т-У2 | Универсальный комбинированный твердомер NOVOTEST Т-УД2 |
| Универсальный комбинированный твердомер NOVOTEST Т-УД3 |
Источник: http://novotest-russia.ru/tverdomery-metallov/mery-tverdosti
Динамический твердомер Тукан К-18А — новая разработка компании
Идеологически динамический твердомер базируется на методе по ГОСТ 23273-78 «Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору)».
Фундаментальной основой динамического метода измерения твердости является вязкость — свойство металла поглощать в заметных количествах механическую энергию в необратимой форме не разрушаясь.
Иначе, вязкость можно охарактеризовать как работу затраченную на упруго-структурную и пластическую деформации измеряемую площадью диаграммы деформации*. (*) Справочник по металлическим материалам турбино- и моторостроения.
Михайлов-Михеев П.Б. д.т.н.
Еще один вид дополнительных потерь механической энергии — это затраты на возбуждение свободных упругих колебаний всего контролируемого объема изделия. Эти затраты энергии функционально связаны с размерами, геометрией и массой контролируемого объема изделия, а так же с атомно-кристаллической решеткой материала.
Следует иметь ввиду, что корректное измерение вязкости (твердости) определяется критическими параметрами контролируемого объема изделия: массой, толщиной и геометрией, соответствием типов атомно-кристаллических решеток контролируемого изделия и образцовых мер твердости использованных при калибровке динамического твердомера, а так же структурным состоянием литых чугунных изделий (особенно для серого чугуна). Например, тип атомно-кристаллической решетки алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, а так же конструкционных сталей — кубическая гране- и объемно-центрированная, в то время как кадмий, магний, цинк и альфа-титан имеют гексагональную упакованную решетку.
Несоответствие хотя бы одного из критических параметров может привести к дополнительным потерям механической энергии на свободные упругие колебания всего контролируемого объема изделия и как следствию искажению результатов измерения.
Подробное исследование влияния критических параметров (размеры, геометрия и масса) на значение показаний динамического твердомера позволило специалистам компании Искролайн разработать контроль твердости изделий методом калибровочных поправок. Данный метод существенно упрощает, а во многих случаях исключает разработку и внедрение пользовательских шкал и изготовление контрольных образцов (СОП).
Рассмотрим измерение твердости динамическим методом для двух групп металлов — первая с твердостью в диапазоне HB 5 – 150 (цветные металлы, алюминиевые, медные сплавы) и вторая с HB 100 – 400 (стали с различной термообработкой). Функциональная зависимость сигнала датчика от твердости HL=φ (HB) для первой группы соответствует области (1), а второй — области (2), см. рис 1.
Функциональная зависимость сигнала датчика от твердости.
Как показали исследования функции HL=φ (HB), проведенные и опубликованные д.т.н. Б.Г. Лившицем и д.т.н. С.И.
Ратнер, для первой группы (1) вязкость определяется сугубо пластической деформацией. Влияние упруго-структурной деформации практически полностью отсутствует.
Это подтверждается и полученными нами экспериментальными данными, в частности:
- а. эффект пластической деформации и диаметр отпечатка от удара шариком падающего индентора для твердости в области (1) на порядок выше пластической деформации в области (2);
- б. для построения графика зависимости в области (1) исследованы следующие материалы: чистые металлы — Pb, Sn, Al, Cu, алюминиевые литейные и деформируемые сплавы, медные сплавы — латуни и бронзы, особо мягкие чугуны и даже сталь с HB95;
Характерно, что модуль нормальной упругости Е этих материалов изменяется в очень широких пределах: 1600 (Pb), 4000 (Sn), 7000 (Al), 10000-11000 (Cu), 11000-15000 (ферритные чугуны) и 20000-22000 (стали), но практически не влияет на твердость.
Эти данные полностью подтверждают полное отсутствие упругой составляющей для материалов с твердостью HB 5 – HB150.
Кроме того, для области (1) характерно резкое отличие HL (сигнала датчика) для металлов с различной атомно-кристаллической решеткой при схожей твердости.
Сравните величину сигнала датчика для металлов с гексагональной плотноупакованной решеткой (Cd, Mg, Zn, Ti α) и с кубической гране- и объемно-центрированной решеткой (Pb, Sn, Cu, Al) см. рис.2.
Для металлов с кубической решеткой отмечается высокий коэффициент корреляции зависимости сигнала датчика от твердости, чего не скажешь о гексагональной, что связано со значительным уменьшением вязкости. Калибровочную поправку для таких изделий следует применять только к сигналу датчика (ΔHL).
Зависимость сигнала датчика от кристаллической решетки.
Для материалов соответствующих зависимости HL=φ (HB) в области (2) (стали, чугуны, титановые сплавы) характерно наличие влияния упруго-структурной деформации на значение сигнала датчика, что приводит к резкому изменению параметров функциональной зависимости. Общая картина зависимостей HL=φ (HB) для разнообразных материалов в широком диапазоне твердости от HB 5 до HB 400 представлена на рис.3.
Зависимость HL=φ (HB) для различных материалов.
Физическая сущность динамического метода измерения твердости металлов, сплавов и сталей
В отличии от классического статического метода определения твердости по методу Бринелля или Роквелла, динамический метод принимает за показатель твердости не площадь отпечатка или глубину проникновения твердосплавного наконечника, а отношение скоростей индентора перед ударом и после него. В общем случае – чем материал более твердый, тем выше скорость отскока, но не следует забывать про упомянутые выше особенности кристаллических решеток различных материалов, дающих заметные отклонения результатов измерений.
Динамический метод определения твердости по Бринеллю или Роквеллу опирается на метод Лейба по стандарту ASTM 956.
Данный стандарт описывает: методику определения твердости образцов из стали полученных прокатным или литейным способом, а так же чугуна, алюминиевых и медных сплавов, методы проверки и испытания приборов, калибровку твердомеров по стандартным мерам твердости, требования к мерам твердости и измеряемым изделиям.
Устройство датчика становится понятным при рассмотрении его схематического изображения в разрезе на рис.4.
Датчик состоит из корпуса (1) с опорным кольцом (2), подвижной втулки (3), спусковой кнопки (4), индентора с магнитом и наконечником из карбида вольфрама или синтетического алмаза (в зависимости от типа датчика) (5), катушки индуктивности (6), пружины (7). Перед измерением датчик надежно прижимается к контролируемой поверхности (8).
Устройство датчика динамического твердомера.
Согласно стандарту ASTM 956 существует 6 разновидностей датчиков. Наиболее распространенный и универсальный – это датчик типа “D”.
Принцип работы датчика динамического твердомера
Значение твердости вычисляется из отношения скоростей индентора, измеренных до и после удара на расстоянии 1 мм от исследуемой поверхности изделия, по формуле HL=1000xVb/Va, где HL – значение твердости по шкале Лейба, Vb – скорость после отскока, Va – скорость падения перед ударом.
Определение скорости достигается с помощью постоянного магнита, установленного в инденторе, который под действием силы пружины перемещается через катушку и индуцирует электрическое напряжение при падении и отскоке, см. рис. 5. Индуцированные напряжения пропорциональны скоростям падения и отскока.
Отношение измеренных значений напряжения, умноженное на коэффициент 1000, дает число, которое составляет значение твердости по шкале (методу) Лейба.
Эти значения твердости иначе еще называют сигналом датчика.
Сигнал датчика при прохождении индентора с магнитом через катушку индуктивности.
Прямая корреляция между критерием твердости по Лейбу и другими методами твердости
Стандарт ASTM 956 рекомендует внимательно и продумано использовать перевод значений твердости по Лейбу в другие системы за исключением случаев когда точность преобразования была получена путем сравнительного тестирования. Причины таковых рекомендаций были нами описаны выше.
Учитывая, что, при разработке динамического твердомера Тукан К-18А, производителем многократно протестированы таковые зависимости, а так же проведены все метрологические испытания при внесении твердомера в реестр средств измерений, измерения проводимые по другим шкалам являются достоверными.
Тем не менее, при проверке особо ответственных деталей мы рекомендуем достичь специального соглашения по методике выполнения измерений между стороной, определяющей этот метод испытаний, и стороной, выполняющей испытание на твердость.
Область применения динамического твердомера
Описание твердомера Тукан К-18А
Портативный твердомер Тукан К-18А рекомендован к применению: на крупных промышленных предприятиях для контроля, как единичных изделий, так и серийной продукции с сохранением статистики измерений; в производственных компаниях; в лабораториях и исследовательских учреждениях.
Твердомеры широко применяются:
- на предприятиях энергетического комплекса,
- в металлургии черных и цветных металлов,
- в машиностроении и автомобильном транспорте (производство и ремонт),
- в нефтегазовой отрасли,
- в судостроении,
- в стале- и чугуно-литейных производствах,
- на трубопрокатных заводах,
- в железнодорожной сфере (прокат и ремонт рельс, колесных пар, сцепок, осей и пр.),
- в аэрокосмической отрасли,
- в монтажно-ремонтных и диагностических организациях.
Назначение твердомера
- Быстрый контроль материалов и деталей, в том числе и сложной формы, контроль качества термообработки, определение твердости различных деталей механизмов при их ремонте.
- Информационный слой для динамического датчика составляет порядка 0,8 мм.
Это указывает на возможность разработки методики контроля глубины азотированного слоя до 0,7 – 0,75 мм для изделий из конструкционных сталей (например, марок 38хмюа, 18х2н4ма и др.).
Основные возможности
- Измерение твердости по наиболее распространенным в металлообработке, и в частности в машиностроении, шкалам твердости: Бринелль (HB), Роквелл (HRC), Лейб (HL) и т.п.
- Измерение твердости по дополнительным (пользовательским) шкалам (10 шкал).
- Изменение размера выборки.
- Отброс максимального и минимального значений при вычислении среднего.
- Автоматический учет положения датчика.
- Автоматический учет калибровочных поправок к результатам измерений для учета влияния различных факторов (геометрические и массогабаритные отклонения контролируемого объема).
- Метод калибровочных поправок позволяет расширить номенклатуру контролируемых изделий, исключая необходимость притирки малогабаритных деталей к массивной плите.
- Рекалибровка введенных шкал (коррекцию калибровочной зависимости).
- Сохранение в памяти настроек для различных серийно выпускаемых изделий для минимизации трудозатрат и ошибок при подготовке прибора к работе.
- Сохранение в памяти результатов измерения для серийно выпускаемых изделий с фиксацией номера партии и даты измерения.
- Трехцветная (ниже – норма – выше) пороговая индикация соответствия твердости изделия требованиям технологической документации.
Дополнительные возможности
- Сохранение результатов измерения для партий серийно выпускаемых изделий в памяти прибора и статистическая обработка результатов.
- Калибровка новых (пользовательских) шкал.
- Выход на исполнительное устройство для автоматической сортировки контролируемых изделий в условиях конвейерного производства.
- Вход для сигнала обратной связи от исполнительного устройства для определения момента готовности конвейера к измерению следующего изделия.
- Установка календаря и часов.
- Задание времени работы подсветки, пороговой индикации, времени отображения результата, периода автоотключения, изменять язык интерфейса.
- Просматривать статистику измерений.
Требования к контролируемому изделию
Выполнение первичных требований – обязательное условие точности измерений!
- Исследуемая поверхность должна быть тщательно подготовлена, чтобы избежать каких-либо изменений в твердости, вызванных нагревом во время шлифования или путем упрочнения во время обработки. Любая краска, окалины, вмятины или другие поверхностные покрытия или неровности должны быть полностью удалены. Проверяемые поверхности должны быть гладкими. Неспособность обеспечить надлежащую обработку поверхности приведет к отклонению результатов измерений. Грубая обработка контролируемой поверхности будет вносить искажения в результаты измерения. Рекомендуется, чтобы тестируемая поверхность была подвергнута механической обработке – шлифовке или полировке. Размер зернистости шлифовальных материалов, рекомендованной для достижения заданной чистоты поверхности, определяется при разработке технологической карты для конкретного изделия.
- Выполнение теста на твердость на деталях с остаточным магнитным полем может повлиять на результаты. Рекомендуется, чтобы любое остаточное магнитное поле было меньше 4 ·10-4 Тл (Тесла) или менее 4 Гс (Гауссов, по международной системе СГС – сантиметр-грамм-секунда)).
- Контроль твердости изделий из конструкционных сталей целесообразно производить после объемной термообработки, обеспечивающей равномерность структуры и физико-механических свойств, в том числе твердости, по всему контролируемому объему.
- При контроле твердости литых изделий (чугуны, алюминиевые сплавы, силумины, изделия из аустенитных литейных сплавов) необходимо учитывать структурную анизотропию, т.е. различие твердости на разных участках. В связи с этим для изделий литейного производства обязательна установка постоянного места контроля твердости. Это обеспечит возможность сравнительной оценки твердости отдельных изделий в одной партии и между партиями.
- Чтобы предотвратить ошибки, возникающие в результате смещения датчика, основание опорного кольца должно быть прижато плотно и перпендикулярно к поверхности испытуемого образца.
- Датчик и прибор откалиброваны для направления удара вертикально вниз (перпендикулярно горизонтальной поверхности). Для других направлений удара, например, 45 ° от горизонтальной плоскости или иных, измеренные значения твердости следует использовать с обязательной поправкой. Твердомер Тукан К-18А имеет функцию автоматического учета поправки.
- Расстояние между любыми двумя точками удара индентора должно быть не менее двух диаметров отпечатка. Расстояние между точкой удара и краем образца должен быть не менее 5 мм. Повторное измерение в тоже самое место не допускается.
- Исследуемые части с криволинейными поверхностями могут быть испытаны при условии, что радиус кривизны образцов на выпуклых или вогнутых поверхностей кольца составляет не менее 30 мм.
- Для исключения влияния неоднородности материала изделия рекомендуется использовать не менее 5 измерений на площади приблизительно 2.5 см2 (625 мм2). Если испытуемый материал считается заведомо неоднородным (например, чугун) количество измерений на испытуемой площади следует увеличить до 10.
- Толщина и вес испытуемого образца должны учитываться при проведении измерений и выборе места контроля. Для датчика типа D стандартом ASTM 956 рекомендованы следующие минимальные размеры и вес изделия: вес – 5 кг, толщина – 3 мм. Согласно стандарту, если исследуемые изделия имеют массу меньше минимальной или части любого веса имеют сечения, меньше, чем минимальная толщина, требует наличие жесткой опоры и сцепления с массивной неподатливой поверхностью, чтобы предотвратить свободные колебания от удара индентора датчика. Но, как описано выше, специалистами компании Искролайн разработан метод калибровочных поправок позволяющий существенно ослабить данные ограничения и уменьшить требования к массе и минимальным размерам исследуемого изделия.
Ограничения
Для динамического твердомера Тукан К-18А, как и для всех моделей динамических твердомеров, присущи некоторые ограничения.
Измерения нельзя считать корректными при невозможности надежной фиксации сложно профилированного изделия на массивном основании или отсутствии у изделия постоянного, внесенного в технологическую документацию, места контроля.
Источник: https://www.iskroline.ru/articles/tverdomer/
Загрузка...
