061 2

I

7.2.2. Statyczne metody pomiaru twardości

Ćwiczenie

Pomiary twardości

7.1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z powszechnie stosowanymi metodami pomiarów twardości oraz urządzeniami służącymi do ich przeprowadzania.

7.2. Wprowadzenie

Pomiary twardości znajdują szerokie zastosowanie w prak-j tyce badań metali i stopów. Powszechność tego sposobu oceny* własności mechanicznych wynika z możliwości szybkiego i proste-l go przeprowadzenia pomiaru przy zachowaniu nieniszczącego cha-| rakteru badań. Pomiary twardości dostarczają także informacji/ o efektach procesów obróbki cieplnej, stanowiąc kontrolę pra-j

widłowości ich przebiegu.

Twardość jako własność materiału nie daje się jednoznacz-j nie zdefiniować, głównie z uwagi na różnorodność stosowanych! metod pomiaru, w których charakteryzowane mogą być zarówno! własności plastyczne, jak i sprężyste.

Wyróżnia się następujące metody pomiarów twardości:

-    statyczne próby twardości, w których penetrator pod działa-j niem obciążenia statycznego wywołuje trwałe odkształcenie plas-j tyczne, a opór, jaki stawia materiał, jest miarą twardości,

-    dynamiczne próby twardości, w których pod działaniem obciąże-| nia dynamicznego wywołany opór materiału charakteryzuje jegc własności sprężyste lub plastyczne,

-    specjalne metody pomiaru twardości, które polegają na badanit własności elektrycznych lub magnetycznych zależnych od struktu"j ry badanego materiału.

Polegają one na powolnym zagłębianiu w badany materiał penetratora o określonym kształcie i pod określonym obciążeniem. Powstające w materiale naprężenia przekraczają granicę sprężystości, powodując wystąpienie odkształceń plastycznych. Miarą twardości jest opór, jaki stawia materiał w efekcie wywołanego trwałego odkształcenia plastycznego.

Powszechne zastosowanie znajdują metody Brinella, Rockwella i Vickersa.

Metoda Brinella (PN-78/H-04350) polega na zagłębianiu w badany materiał penetratora w postaci kulki o określonej średnicy D pod określonym obciążeniem F - rys.7.1.

•Rys. 7.1. Schemat pomiaru twardości metoda, Brinella: 1-kulka, 2-element obciążający, 3-badany materiał, 4-odcisk

Do badania metali i stopów o twardości do 450 jednostek Brinella stosowane są kulki stalowe. Przy użyciu kulek z węglików spiekanych można natomiast badać materiały o twardości do 600 jednostek Brinella. Zależnie od wielkości badanego przedmiotu stosuje się kulki o średnicy D=10; 5; 2,5; 1 mm. W uzasadnionych Przypadkach dopuszcza się również możliwość użycia kulki o średnicy D=2mm. Najczęściej jednak zaleca się stosowanie penetratora o średnicy lOmm.

Wartość siły obciążającej F dobiera się na podstawie zależności:

F=9,803K-D²,

(7.1)

114

115