Измерение твердости

04-04-2024

Измерение твердости — самый распространенный и доступный метод механических испытаний материалов, который используют как в исследовательских целях, так и для неразрушающего контроля в промышленности. Классификация методов определения твердости и областей их применимости приведены в работе. Наиболее удобными с практической точки зрения оказались способы Бринелля, Роквелла и Виккерса, утвержденные в ряде стран в качестве стандартных. Твердость по Бринеллю определяется для относительно мягких материалов, а два других из перечисленных способов могут быть использованы для инструментальных керамических материалов.

Метод измерения твердости по Роквеллу является наиболее простым. При его использовании нет необходимости измерять отпечаток, а число твердости считывается непосредственно по шкале прибора. Сущность метода заключается во вдавливании в поверхность материала алмазного конуса с углом при вершине 120°. Индентор нагружают предварительной, а затем окончательной нагрузкой, а число твердости определяется после разгрузки индентора разницей между уровнями его погружения в конечный момент и под предварительной нагрузкой. Недостатком метода является нелинейность шкалы, при которой в области керамических материалов, отличающихся высокой твердое» тью, разница между двумя материалами, доступная для определения другими методами, становится меньше погрешности измерения твердости по Роквеллу.

Метод измерения твердости по Виккерсу заключается во вдавливании в поверхность материала четырехгранной алмазной пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине 136°. .Число твердости по Виккерсу HV определяется отношением усилия вдавливания (10, 50, 100, 200, 300, 500, 800, 1000 Н) к площади боковой поверхности отпечатка. Для данной геометрии конуса твердость вычисляется по формуле

HV = 1,8544/Vd2,

где/5 — усилие вдавливания; d — диагональ отпечатка.