Próby twardości są najczęściej stosowanymi pomiarami. Wynika to z następujących czynników:

- pomiary twardości wykonuje się szybko, łatwo, dokładnie,

- obejmują niewielkie objętości (nieznaczne uszkodzenie badanych przedmiotów lub próbek),

- mogą być niekiedy stosowane na gotowych wyrobach,

- możliwość przeprowadzenia pomiarów w warunkach, kiedy badania innych własności mechanicznych nie mogą być przeprowadzone,

- możliwość ustalenia związków między twardością a innymi własnościami mechanicznymi.

Do badań twardości metali stosuje się próby polegające na wgniataniu różnych wgłębników w gładką powierzchnię przy określonym obciążeniu i przez określony czas. Twardość metali i stopów można określić jako miarę oporu stawianego przy wciskaniu wgłębnika lub miarą oporu względem odkształceń trwałych.

Próby twardości klasyfikuje się w zależności od rodzaju oporu materiału stawianego podczas próby. Wyróżniamy:

- statyczne próby twardości, podczas których opór materiału spowodowany działaniem obciążenia statycznego jest związany z odkształceniem plastycznym (metoda Brinella, Vickersa, Knoppa, Grodzińskiego, Rockwella),

- dynamiczne próby twardości, podczas których opór materiału wywołany działaniem obciążenia udarowego związany jest z odkształceniem plastycznym lub sprężystym (Poldi, Shore).

- próby zarysowania, w których opór materiału jest związany z jego zarysowaniem.

Pomiary twardości mają zastosowanie do:

- kontroli wyników procesów technologicznych obróbki plastycznej, obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej,

- kontroli jednorodności materiału,

- szybkiego sortowania gatunków lub stanów materiału,

- przybliżonej oceny wytrzymałości na rozciąganie niektórych materiałów.

Metody statyczne polegają na statycznym wciskaniu wgłębnika prostopadle w gładką powierzchnię przy określonym obciążeniu i przez określony czas.

Metody dynamiczne polegają na udarowym działaniu wgłębnika na powierzchnię badanego przedmiotu.

W metodzie dynamiczno-plastycznej najczęściej wykorzystuje się energię wyzwolonej sprężyny (przyrząd Baumanna, przyrząd Poldiego), a w metodzie dynamiczno-sprężystej mierzy się wysokość odbicia się spadającego bijaka ze stałej wysokości prostopadle do badanego przedmiotu (skleroskop Shore'a).

W metodzie ryskowej twardość definiowana jest w zależności od wymiarów ryski otrzymanej na badanej powierzchni za pomocą przesuwania ostrego, twardego ciała (stożka diamentowego, igły zahartowanej). Zaletą wszystkich sposobów ryskowych jest możliwość wykonywania pomiarów w sposób ciągły na powierzchni próbki.

Metody statyczne - sposób Brinella, Vickersa, Rockwella - należą do metod ilościowych, a metody dynamiczne i zarysowania należą do metod jakościowych pomiaru twardości.

Statyczne pomiary twardości dzielą się na:

- pomiary makrotwardości (obciążenie od 10 do 29420N),

- pomiary mikrotwardości (obciążenia poniżej 10N).

Makrotwardość jest wypadkową twardości wszystkich składników strukturalnych materiału (duży obszar objęty pomiarem). Za pomocą pomiarów mikrotwardości wyznacza się twardość poszczególnych składników strukturalnych stopu (wymiar odcisku jest mierzony w mikrometrach).

Pomiary mikrotwardości i twardości

---