Rodzaje wgłębników
Wgłębnik służy do wykonania odcisku na metalu i ich stopach. Na podstawie odcisku zostaje określona twardość według
skali Rockwella lub Vickersea. Oprawka walcowa kołnierzowa jest wykonana ze stali węglowej konstrukcyjnej zwykłej jakości.
W oprawce jest osadzony, kryształ diamentu technicznego naturalnego najwyższej jakości. W przypadku skali Rockwella
diament ma kształt stożka, a w skali Vickersea ostrosłupa. Rodzaje wgłębników: stożkowe Rockwella, kulkowe Rockwella,
kulkowe Brinella, piramidowe Vickersa.
Rodzaje próbek u Charpiego
Polska norma PN-79/H-04370 przewiduje do prób udarności trzy typy próbek:
typu Mesnager
typu ISO -Charpy U stosowaną do określania udarności materiałów bardzo ciągliwych,
typu ISO - Charpy V
Opisać metody Brinella,Rockwella,Vickersa
Skala twardości Brinella  skala oznaczania twardości metali. Twardość w skali Brinella oznacza się HB i leży w zakresie od 3 do
600.
W metodzie pomiaru twardości Brinella, w próbkę metalu wciska się kulkę ze stali hartowanej
lub z węglików spiekanych. Kulkę stalową można używać do próbek o twardości do 450
HB. Powyżej twardości 350 HB wyniki pomiaru kulką stalową i wykonaną z węglików różnią się
istotnie, dlatego rodzaj kulki należy oznaczać dodając w oznaczeniu literę
S (HBS) dla stali i W dla węglików (HBW). Średnica kulki (1, 2,5, 5 i 10 mm),
czas obciążenia (od 10 s dla stali do 60 s miękkich stopów) oraz siła docisku
(1-3000 kgf), zależy od rodzaju materiału i grubości próbki.
Twardość HB oblicza się z zależności:
HB = siła obciążająca (w kgf - obecnie używa się wartości w niutonach) /
powierzchnia odcisku (w mm²).
Twardość oblicza na podstawie średnic kulki i odcisku:
gdzie: F = siła obciążająca (N)
D = średnica kulki (mm)
d = średnica odcisku (mm)
Metoda Brinella należy do prób niszczących z uwagi na duży rozmiar odcisku. Najczęściej stosowana jest przy odbiorze
materiałów hutniczych.
Skala twardości Rockwella  zespół skal dla oznaczania twardości metali na podstawie testu dokonanego metodą opartą na
pomiarze różnicy zagłębienia wgłębnika przy dwu obciążeniach testowych. Twardość w skali Rockwella oznacza się HR.
Stosowanych jest kilka odmiennych skal, z których każda przeznaczona jest dla odmiennych stopów metali:
·ð Skale C i A stosuje siÄ™ dla stali hartowanych.
·ð Skale B i F stosuje siÄ™ dla stali niehartowanych i metali nieżelaznych
·ð Skale N i T stosuje siÄ™ w przypadkach, gdy badana próbka ma niewielkie rozmiary lub jest bardzo cienka.
Przy podawaniu twardości określanej w skali Rockwella, w symbolu uwzględnia się metodę, np. HRC dla metody C. Zakres skali
Rockwella wynosi od 20 dla miękkich stopów do 100 dla stali hartowanej (najtwardsza stal - martenzytyczna - ma twardość nie
większą niż 65-70 HRC).
Metoda Rockwella polega na pomiarze głębokości wcisku dokonanego wzorcowym stożkiem diamentowym o kącie
wierzchoÅ‚kowym 120° i promieniu zaokrÄ…glenia 0,2 mm dla skali C, A i N lub stalowej, hartowanej kulki o Å›rednicy 1,5875 mm w
metodach B, F i T przy użyciu odpowiedniego nacisku. Metoda ta jest szybka i łatwa w użyciu, gdyż przyrząd jest wyposażony w
czujnik wyskalowany bezpośrednio w jednostkach twardości. Próba Rockwella pozostawia na badanym przedmiocie tylko słabo
widoczną skazę, dlatego może być używana do kontroli gotowych wyrobów.
Przebieg pomiaru : faza 1 - obciążenie wstępne F0,
ustawienie czujnika, faza 2 - obciążenie robocze
FO+F1, powstaje trwałe odkształcenie; faza 3 -
odciążenie do obciążenia wstępnego F0, odczyt
twardości ze skali czujnika w jednostkach HRB
Skala twardości Vickersa  skala oznaczania twardości metali. Twardość w skali Vickersa oznacza się HV i leży w zakresie od 80
do 700. Pomiar twardości metodą Vickersa polega na wgnieceniu w powierzchnię badanego materiału czworobocznego
foremnego ostrosÅ‚upa diamentowego o kÄ…cie wierzchoÅ‚kowym 136Ú pod zadanym statycznym obciążeniem F i zmierzeniu
przekątnych d powstałego odcisku w kształcie kwadratu.
Wartość liczbową twardości wyrażaną w skali Vickersa HV otrzymuje się dzieląc siłę F w kilogramach siły (kgf)
przez pole powierzchni bocznej odcisku A w milimetrach kwadratowych:
Gdzie: A to pole powierzchni odcisku, obliczane ze wzoru: .
·ð d  przekÄ…tna otrzymanego odcisku
·ð Ä…  kÄ…t wierzchoÅ‚kowy ostrosÅ‚upa równy 136Ú
W praktyce należy skorzystać ze wzoru:
gdzie F wyrażono w kilogramach-siły a d w mm.
Lub w układzie SI:
gdzie F w niutonach a d w mm.
Zapis HV 30 oznacza, iż próbę przeprowadzono przy obciążeniu równym 30 kgf. Obciążenia używane przy próbie Vickersa są
znormalizowane i wynoszą: 1, 5, 10, 20, 30, 50 i 100 kgf lub odpowiednie obciążenie w N. W zależności od wartości
zastosowanego obciążenia rozróżnia się trzy zakresy skali Vickersa:
·ð Próba mikrotwardoÅ›ci Vickersa  dla obciążeÅ„ 0,09807 N < F < 0,9807 N. Oznaczenie HV 0.01 HV  HV 0.1
·ð Próba twardoÅ›ci Vickersa przy maÅ‚ej sile obciążenia  1,961 N d" F d" 29,42 N. Oznaczenie HV 0.2  HV 3
·ð Próba twardoÅ›ci Vickersa  49,03 N d" F d" 980,7 N. Oznaczenie HV 5  HV 100.
Metoda Vickersa łączy w sobie cechy metody Brinella i Rockwella. Używana jest jedna skala, uniwersalna dla wszystkich klas
materiałów, tak jak w metodzie Brinella, lecz możliwe jest badanie próbek bardzo cienkich podobnie jak w metodzie Rockwella.
W stosunku do metody Rockwella pomiar metodą Vickersa jest bardziej pracochłonny, gdyż wymaga pomiaru przekątnych
odcisku za pomocą mikroskopu (jak w metodzie Brinella) i obliczenia twardości. Pomiar metodą Vickersa jest mało inwazyjny i
nadaje się do stosowania przy badaniu gotowych wyrobów (głównie pokryć metalicznych związanych z obróbką powierzchniową
jak: cyjanowanie, nawęglanie, kaloryzowanie oraz cienkich powierzchni metalicznych  platerowanie). Pomiar metodą Vickersa
obdarzony jest także najmniejszą niepewnością pomiarową, jednak odciśnięty ślad jest często niesymetryczny, co jest związane z
anizotropowymi właściwościami metali.
Miara twardości : siła działająca na jednostkę powierzchni, gdzie dany materiał ma odporność na pewien nacisk siły. Po jakim
nacisku materiał się odkształca.
Młot Charpy'ego  urządzenie, za pomocą którego dokonuje się pomiaru udarności poszczególnych materiałów w postaci
specjalnie przygotowanych próbek. Miarą udarności jest stosunek pracy, jaka została włożona, aby zniszczyć próbkę, do pola
powierzchni przekroju w miejscu występowania karbu. Umożliwia on wyznaczenie energii potrzebnej do udarowego złamania
(pracy łamania K) próbki podpartej końcami na dwóch podporach za pomocą uderzającego w nią środkowo wahadła. Praca
łamania K [J] jest różnicą energii potencjalnej młota w położeniu początkowych Kmax i końcowym Kmin. Do ich obliczenia, przy
danej masie wahadÅ‚a m i dÅ‚ugoÅ›ci ramienia R, konieczna jest znajomość kÄ…tów Ä… i ², okreÅ›lajÄ…cych poÅ‚ożenia wahadÅ‚a przed
złamaniem i po złamaniu próbki.
Młot Charpy'ego składa się z podstawy i dwóch słupów w których łożyskowane jest wahadło z bijakiem. Do słupów
przymocowane są podpory, na których umieszcza się próbkę w taki sposób aby karb usytuowany był od strony przypór. Po
zwolnieniu zaczepu wahadło z bijakiem opada z najwyższego położenia określonego kątem ą zamieniając swą początkową
energię potencjalną Kmax na kinetyczną. Uderzając w próbkę w najniższym swym położeniu, młot osiąga maksymalną prędkość
,gdzie: g  przyspieszenie ziemskie
R  odległość od osi wahadła do środka próbki
ą  kąt spadania wahadła młota
Po złamaniu próbki reszta energii kinetycznej młota zmienia się w energię potencjalną, której wartość jest proporcjonalna do
wysokoÅ›ci, jakÄ… osiÄ…gnęło wahadÅ‚o po próbie. KÄ…t wychylenia wahadÅ‚a po próbie ² okreÅ›la wskazówka na skali popychana przez
zabierak, który obraca się wraz z wahadłem. Za pomocą hamulca zatrzymuje się wahadło po złamaniu próbki. Początkowa
energia młota (w położeniu górnym):
a po próbie:
gdzie m jest masą wahadła młota sprowadzona do środka uderzenia. Praca łamania próbki:
Zgodnie z normą PN-EN 10045-1 standardowe warunki badania przewidują stosowanie młotów o początkowej energii Kmax = 300
+/- 10 [J] chociaż dopuszcza się używanie młotów o innej energii początkowej (150, 100, 50, 10 lub 5 [J]).
Nagrzewanie -ciągle lub stopniowe podnoszenie temperatury do spodziewanej wielkości
Hartowanie  rodzaj obróbki cieplnej materiału polegający na nagrzaniu danego materiału do odpowiedniej temperatury zwanej
temperaturą hartowania, wytrzymaniu w tej temperaturze przez czas konieczny do przebudowy struktury wewnętrznej
materiału (głównie przemian fazowych) oraz następnym odpowiednio szybkim schłodzeniu. Po tak przeprowadzonym zabiegu w
materiale powstają lokalne koncentracje naprężeń powodujące zwykle wzrost własności wytrzymałościowych: twardości,
wytrzymałości, granicy plastyczności i sprężystości oraz odporności na ścieranie kosztem wzrostu kruchości oraz spadku
plastyczności i wydłużenia.
Mikrotwardość  celem mikrotwardości jest określenie twardości poszczególnych składników strukturalnych. Są dwa typy prób:
za pomocą rysy lub wciskanie piramidy lub stożka diamentowego pod małym naciskiem.
Układ Fe-C