Существует несколько видов устройств, позволяющих измерять твердость материалов в лабораторных условиях, а их общая классификация основана на методах проведения замеров
Выбор последних зависит от твёрдости исследуемого образца, что также предопределяет использование того или иного твердомера (или дюромера): для относительно мягких изделий применяются инструменты, работающие по принципу Бриннеля или Шора, для самых твердых – применяется метод Виккерса. Для большей же части материалов, включая большинство металлов и сталей, входящих в категорию «обычных» твердых веществ, специалисты проводят замеры с помощью твердомеров Роквелла.
Методика, предложенная учеными-однофамильцами Хью и Стэнли Роквеллами, сводилась к воздействию на испытуемый объект алмазным конусом с четко заданной величиной угла вершины (120°), а затем стальным шариком (диаметр 1,588 мм.) Путем вдавливания этих инденторов в твердый материал с одинаковым усилием удается получить углубления определенной глубины, замеряв которую можно делать выводы о твердости исследуемого вещества. При этом методика Роквелла подразумевает использование одной из нескольких шкал, каждой из которой соответствуют свои показатели при конкретной нагрузке:
- шкала А – 60 кгс.,
- шкала В – 100 кгс.,
- шкала С – 150 кгс.
Всего же Роквеллы предложили 11 шкал определения твердости, где применяются разные инденторы, дается разная испытательная нагрузка, применяются свои константы в формуле вычисления показателей.
Особенности проведения замеров твердости металлов по Роквеллу
Твердомеры Роквелла оснащаются инденторами строго установленного типа: коническим алмазным наконечником и шариком, материалом которого выступает либо инструментальная закаленная сталь, либо карбид вольфрама. Свою роль играет и толщина испытуемого образца: она не должна быть меньше десяти размеров глубины проникновения наконечника. Еще одно важное условие проведения измерений по Роквеллу – расстояние между отпечатками, которое не должно быть меньше 3 диаметров самого большого из них (замеряется между центрами).
Конструкция стационарного твердомера
Одним из самых простых и распространенных приборов, используемых в лабораториях для измерения твердости металлов по Роквеллу, является электромеханический твердомер серии ТР-150М. Работающее от розетки 230 В (± 10 %), это устройство имеет относительно компактные размеры – 240*500*700 мм., а также комплектуется необходимыми инденторами и двумя столиками – плоским и призматическим. Показания, которые позволяет снимать прибор ТР-150М, будут соответствовать стандартам ГОСТ 9013 и ИСО 6508, а в качестве испытуемых образцов здесь допускается использовать графиты и электрографиты, пластмассы, металлы и их различные сплавы. Для приложения и снятия нагрузки в устройстве предусмотрен надежный электромеханический привод, управляемый поворотом специальной ручки.
Порядок выполнения измерений на стационарном твердомере ТР-150М
Твердость материала должна измеряться с учетом следующей последовательности обязательных действий:
- Выбираем подходящую шкалу (А, В, С).
- Устанавливаем соответствующий индентор и определяем необходимую нагрузку.
- Осуществляем два пробных отпечатка для проверки правильности установки столиков и индентора.
- Закрепляем на столике эталонный блок.
- Прикладываем предварительную нагрузку (10 кгс.)
- Обнуляем шкалу.
- Прикладываем основную нагрузку.
- Дожидаемся установки максимального усилия и снимаем нагрузку.
- Считываем показатели твердости с циферблата, используя для этого соответствующую шкалу.
на правах рекламы
