CastingArea, Една леярска страница, Изпитване на твърдост

Изпитване на твърдост

Д. Алипиев, с извинение за това с таблиците и пресмятанията...

Твърдостта се характеризира със съпротивлението, което оказва изпитваният обект срещу навлизане в него на друго по-твърдо тяло, наречено индентор, към което е приложена определена сила, действаща определено време.

Изпитването се извършва:
  • бързо,
  • лесно,
  • без разрушаване на изпитвания обект,
като резултатите могат да се свържат с якостта на материалите.

Най-разпространени са методите на Бринел, Викерс и Роквел.


Твърдост по Бринел, HB, Brinell hardness

Схемата на опитната постановка е показана на фигурата вдясно. Инденторът при този метод е сфера от закалена стомана. Диаметърът D на сферата се подбира съобразно дебелината d на детайла. Натоварващата сила F зависи от вида на метала и от подбрания диаметър на индентора. Времето за задържане  t  при натоварване със силата F зависи от вида на метала. Сведения за стойностите на D, F и t се намират в техническата документация към всеки прибор за изпитване на твърдостта по Бринел.

След натоварването, детайлът (пробният образец) се отстранява от прибора, диаметърът d на отпечатъка от индентора се измерва и чрез елементарни пресмятания се определя твърдостта, като отношение между силата F и площта S на отпечатъка:

HB  =  F / S .

В практиката, за крайния резултат се ползват съответните на условията на изпитването таблици от документацията на прибора, съдържащи изчислените стойности за твърдостта.


Твърдост по Викерс, HV, Vickers hardness

Изпитването по принцип е същото, както и при Бринел. От схемата на опитната постановка се вижда, че тук се използва индентор с форма на равностранна четиристенна пирамида. Тя е изработена от диамант и има ъгъл при върха между срещуположните си стени 136°. Ъгълът е така подбран, че да има сходимост (в определени граници) с резултатите по Бринел. И тук, твърдостта се определя като отношение между силата F и площта S на отпечатъка:
HV  =  F / S,  и  за резултатите се ползват таблици.


Твърдост по Роквел, HRC (скала С), Rockwell hardness

Схемата на опитната постановка е следната:


Инденторът при този метод е диамантен конус с ъгъл 120º. Предварителният товар Fо е 100 N, а главният товар F1 е 1400 N. Дълбочината на проникването служи като мярка за определяне на твърдостта. Отчитането се извършва пряко от индикаторния часовник на прибора, без каквито и да е пресмятания.

Определянето на твърдостта по Бринел и Роквел, в едно от упражненията по Материалознание в ТУ-София, се вижда на следващите няколко снимки.

кликни за уголемяване кликни за уголемяване кликни за уголемяване
кликни за уголемяване кликни за уголемяване кликни за уголемяване
кликни за уголемяване кликни за уголемяване кликни за уголемяване

Прибори за определяне на твърдостта са показани по-долу.




Още информацията от:
  1. Учебна литература по металознание / материалознание (31)
  2. Христов, С.Г., Изпитване и дефектоскопия на металите, С., Техника, 1988.
  3. сайт на Leco Corp. - analytical instrumentation.
  4. сайт на Newage Testing Instruments, Inc. - hardness testers.
  5. сайт на Bilginoglu Endustri - hardness testers, destructive and non-destructive measuring systems, microscope and laboratory equipment.
  6. сайт на Dokum Makina Ltd. - laboratory hardness testers, complete quality control and material testing laboratories for the foundry, metallurgy, machinery factories and metallurgical & materials research centers.