Как правильно выбрать твердомер

Твердомер — это измерительный прибор, используемый для оценки твердости или сопротивления материала.

При испытании материалов твердомер позволяет определить сопротивление материала деформации с помощью более твердого инструмента, чаще всего алмазного конуса или стального шарика, который проникает в поверхность тестируемого материала. Затем твердомер измеряет глубину проникновения инструмента и оттиск, оставленный инструментом на поверхности образца.

Твердомеры различаются по методу работы. В данном руководстве представлены различные виды твердомеров, их преимущества и недостатки.

Просмотреть твердомеры

  • Как выбрать твердомер?

    Ниже приведены элементы, которые необходимо учитывать при выборе твердомера.

    Тестовая нагрузка: она определяется твердостью материала. Такие металлы, как сталь или сплавы, например, имеют диапазон нагрузок до 3000 кгс, в то время как мягкие металлы только до 500 кгс. Чем выше нагрузка, тем точнее испытания. Важно отметить, что оттиск не должен превышать 1/10 толщины образца.

    Диапазон твердости: определяет материал пробивного устройства. Если твердость превышает 650 HB/30, лучше использовать алмазное пробивное устройство. Ниже этого значения подойдут пробивные устройства из стали или твердого металла.

    Уровень точности: зависит от измеряемой поверхности (чистота поверхности, ее плоскость, статическая или динамическая система и т.д.).

    Гибкость прибора: ее значение варьируется в зависимости от формы и размера тестируемых образцов.

    Критерии выбора:

    • Тестовая нагрузка
    • Диапазон твердости
    • Уровень точности
    • Гибкость прибора
  • Каковы различные типы твердомеров?

    Твердомеры классифицируются в соответствии с используемым методом испытаний :

    • твердомеры по Бринеллю
    • твердомеры по Роквеллу
    • твердомеры по Виккерсу
    • твердомеры по Кнупу
    • ультразвуковые твердомеры
  • Каковы преимущества выбора твердомера Бринелля?

    Твердомеры Бринелля марки INNOVATEST

    Метод Бринелля является наиболее часто используемым методом измерения твердости материалов в промышленности. Для тестирования используется стальной шарик, диаметр которого зависит от измеряемого образца. Микроскоп или измерительная лупа являются частью установки. 

    Этот метод имеет множество преимуществ:

    • Прежде всего, этот метод подходит для твердых образцов, так как с ним сложнее работать другими методами.
    • Испытательные нагрузки высоки (3000 кг)
    • Возможны многочисленные размеры шариков и нагрузки: диапазон измерений очень широк.
    • Твердомер по Бринеллю может применяться для всех типов металлов.
    • Результаты метода Бринеля более точные и надежные, чем результаты, полученные по методу Роквелла, так как использование шарика равномерно распределяет давление.

    Однако, метод имеет и свои недостатки:

    • Возможны погрешности в измерениях, так как оттиск, сделанный на поверхности образца, измеряется оптическим прибором.
    • Даже если нагрузка при испытании выше, чем при других методах, поверхность образца должна быть хорошо подготовленной, чистой и плоской, так как несовершенства могут помешать привести к погрешностям в измерениях.
    • Измерения по этому методу длятся достаточно долго (до 60 секунд, не считая времени подготовки образца). Поэтому данный метод не идеален для рутинных испытаний.
    • Этот метод не позволяет проводить испытания цилиндрических поверхностей, так как он является точным и надежным только на плоских поверхностях.
    • В связи с наличием оптического оборудования, этот метод также является более дорогостоящим.
  • Каковы преимущества выбора твердомера по Роквеллу?

    Твердомер по Роквеллу марки Tinius Olsen

    Метод Роквелла является наиболее универсальным методом, поскольку для измерения твердости материала для вдавливания используются как алмазный конус, так и стальной шарик.

    • Алмазный конус может используется для закаленной стали и твердых металлов. Его использование не рекомендуется для образцов с твердостью ниже 785 Н / мм².
    • Стальной шарик используется для более мягких материалов. Но будьте осторожны, чем мягче материал, тем больше должен быть диаметр шарика и тем ниже общая нагрузка.
    • Шарики большого диаметра используются для тестирования пластмассовых материалов.

    Метод Роквелла имеет и другие преимущества:

    • Это единственный метод, который позволяет выполнять измерения без оптического оборудования, что делает его автоматическим и более быстрым.
    • Этот метод менее чувствителен к форме образца.
    • Он может использоваться для измерения цилиндрических, сферических или конических образцов.
    • Измерительный цикл короткий, что повышает скорость измерений.

    Но у него есть и свои недостатки:

    • Диапазон нагрузок ограничен.
    • Для некоторых материалов, таких как необработанная сталь, одного этого метода недостаточно, он использует пробивное устройство Бринелля с более высокими испытательными нагрузками.
    • Точность измерения зависит от контакта пробивного устройства с поверхностью образца. Если опорная поверхность недостаточно чистая, при оказании испытательной нагрузки может произойти деформация, и измерение может быть ошибочным.
    • Этот метод может иметь погрешности при использовании на материалах с высокой твердостью.
  • Каковы преимущества выбора твердомера по Виккерсу?

    Твердомер по Виккерсу марки MITUTOYO

    Метод Виккерса является методом измерения микротвердости. Он схож с методом Бринелля. Он подходит для всех твердых и металлических материалов и для всех диапазонов твердости от 10 до 100 кгс.

    Разница между методом Виккерса и методом Бринелла заключается в том, что метод Виккерса использует алмазную пирамиду на квадратной основе с фиксированной нагрузкой. Оптический прибор измеряет оттиск. Данная методика позволяет выдерживать как легкие испытательные нагрузки, так и макронагрузки до 30 кг.

    Она имеет свои преимущества :

    • Очень большой диапазон измерений. Этот метод может быть использован для тестирования всех типов материалов, независимо от того, являются ли они мягкими или твердыми.
    • Тесты просты при выполнении.
    • Расчеты не зависят от размера алмазной пирамиды.
    • Одно и то же проникающее устройство может использоваться для измерения материалов различной твердости.
    • Этот метод идеально подходит для лабораторных тестов.

    Но у него есть и свои недостатки:

    • Это трудоемкий процесс, так как оттиск на поверхности измеряется оптически, например, с помощью микроскопа, что может быть источником погрешностей.
    • Как и при методе Бринелля, поверхность образца должна быть хорошо подготовлена.
    • На некоторых материалах оттиск менее разборчив из-за неравномерного распределения испытательной нагрузки пирамидой (нагрузка по краям выше, чем по бокам).
  • Каковы преимущества выбора твердомера по Кнупу?

    Твердомер по Кнупу / Виккерсу марки AFFRI

    Метод Кнупа является альтернативной методикой испытания на микротвердость по сравнению с методикой Виккерса, в нем используется узкое алмазное пробивное устройство. Этот метод позволяет выдерживать легкие нагрузки, всего лишь в несколько грамм.

    Он в основном используется для оценки риска появления трещин в хрупких материалах, таких как керамика, и для тестирования твердости тонких слоев образца, например, покрытий.

    Он часто комбинируется с методом Виккерса.

  • Каковы преимущества выбора ультразвукового твердомера?

    Ультразвуковой твердомер марки INNOVATEST

    Ультразвуковой твердомер предназначен для неразрушающего контроля твердости материалов. Этот метод использует звуковые волны для оценки качества твердых материалов (металлов, бетона, кирпича), определения их толщины и выявления наличие внутренних дефектов.

    Ультразвуковой контроль осуществляется либо контактным способом, либо погружением. Оборудование, состоящее из зонда, является переносным.

    • Контактный осмотр позволяет осмотреть громоздкие детали, которые невозможно переместить.
    • Погружной контроль подразумевает погружение материала в жидкость для получения лучшего движения звуковых волн. Этот метод позволяет выявлять небольшие дефекты.
  • Стационарный или переносной твердомер?

    • Стационарные твердомеры это обыкновенные твердомеры, использующие методы Бринелла, Роквелла или Виккерса. Это тяжелые и громоздкие приборы, которые требуют установки на полу или на испытательном стенде. Их главное преимущество заключается в том, что они позволяют измерять твердость традиционными методами.
    • Переносные твердомеры более легкие и компактные. Их главное преимущество заключается в том, что пользователю не нужно брать образец материала для проведения испытания. Они более практичные.
Похожие руководства
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Загрузка...
Без комментариев

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *