9487209128

Pomiary twardości i mikrotwardości

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie z metodami badania twardości metali oraz nabycie umiejętności w określaniu twardości metodami Brinella, Rockwella i Vickersa.

Zapoznanie z budową twardościomierzy używanych do pomiaru twardości.

2. Wiadomości podstawowe

Twardość jest jedną z tych właściwości, których nie można jednoznacznie zdefiniować w oparciu o znane wielkości fizyczne. W praktyce inżynierskiej przez twardość rozumie się odporność na odkształcanie plastyczne przy oddziaływaniu skupionego nacisku w postaci ściśle określonego wgłębnika.

Pomiary twardości są stosowane w praktyce materiałoznawczej ze względu na prostotę i szybkość pomiaru. Ze względu na znikome odkształcenie oraz możliwość wykonywania pomiarów na gotowych elementach, pomiary twardości są zaliczane do badań nieniszczących. Pomiary twardości są wykorzystywane w:

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

-    kontroli jednorodności materiału,

szybkiego sortowania gatunków lub stanu materiału,

-    przybliżonej oceny wytrzymałości na rozciąganie niektórych materiałów.

Metody pomiaru twardości ze względu na charakter oporu stawianego przez materiał podczas próby, można podzielić na:

-    statyczne - oparte na statycznym wciskaniu wgłębnika (metody Rockwella, Brinella, Vickersa, Knoopa),

-    dynamiczne - oparte na udarowym działaniu wgłębnika (metoda Poldi, Shore’a),

-    ryskowe - twardość jest określana w oparciu o wymiary rysy otrzymywanej w wyniku przesuwania się po powierzchni materiału ostrego i twardego wgłębnika z ściśle określonym dociskiem.

Najczęściej rozpowszechnionymi metodami pomiaru twardości są metody statyczne.

2.1. Pomiar twardości metodą Rockwella

W metodzie Rockwella miarą twardości jest różnica umownej oraz rzeczywistej głębokości wnikania e w materiał określonego wgłębnika.

Pomiar twardości metodą Rockwella polega na dwustopniowym wciskaniu w badany materiał wgłębnika w postaci stożka diamentowego o kącie wierzchołkowym wynoszącym 120° -skale A i C lub kulki stalowej o średnicy 1,5875 mm (1/6”) - skale B i F. Trwały przyrost głębokości odcisku zmierzony czujnikiem, jest miarą twardości w skali C, A - w przypadku stosowania stożka diamentowego oraz w skali B, F - w przypadku stosowania kulki. Wielkości obciążeń dla metody Rockwella przedstawiono w tabeli 1.

Skala	Rodzaj wgłębnika	Obciążenie wstępne [N]	Obciążenie całkowite [N]
HRC	Stożek diamentowy 120°	98	1471
HRA			588
HRB	Kulka stalowa Ó 1,5875 (1/6”)	98	980
HRF			588