Методы измерения твёрдости материалов

1.

Методы измерения твёрдости
материалов
Выполнил студент
Группы АЭС-23К
Локтионов А.А.

2.

Методы измерения твёрдости
материалов
Для определения твёрдости материалов в настоящее время существует
несколько способов определения твёрдости:
Метод Бриннеля
Метод Раквелла
Метод Виннерса
Метод Шару
Микротвёрдость

3.

Метод Бриннеля
Твёрдость определяется по диаметру отпечатка,
оставляемому металлическим шариком,
вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется
как отношение усилия, приложенного к шарику, к
площади отпечатка (причём площадь отпечатка
берётся как площадь части сферы, а не как площадь
круга (твердость по Мейеру)); размерность единиц
твердости по Бринеллю Па (кг-с/мм²). Число твердости
по Бринеллю по ГОСТ 9012-59 записывают без единиц
измерения. Твёрдость, определённая по этому
методу, обозначается HB, где H = hardness
(твёрдость, англ.), B — Бринелль;
Испытание на твёрдость по данному методу
ограниченно средней твёрдостью до 450НВ

4.

Метод Роквелла
Если использование метода Бриннеля ограниченно
средней твёрдость до 450НВ,то метод Роквелла
позволяет измерить твёрдость до 1000НВ,что намного
расширяет круг используемых материалов и делает этот
метод более универсальным.Испытание на твёрдость по
методу Роквелла проводят вдавливанием в испытуемый
образец(деталь) алмазного конуса с углом 120 градусов
или стального закалённого шарика диаметром 1,588 мм.

5.

Метод Виккерса
Твёрдость определяется по площади
отпечатка, оставляемого четырёхгранной
алмазной пирамидкой, вдавливаемой в
поверхность. Твёрдость вычисляется как
отношение нагрузки, приложенной к
пирамидке, к площади отпечатка (причём
площадь отпечатка берётся как площадь
части поверхности пирамиды, а не как
площадь ромба); размерность единиц
твёрдости по Виккерсу кг-с/мм².
Твёрдость, определённая по этому
методу, обозначается HV;:

6.

Метод Шора(метод
вдавливания)
(один из методов измерения твёрдости материалов. Как правило,
используется для измерения твёрдости низкомодульных материалов.
Обычно — полимеров: пластмасс, эластомеров, каучуков и продуктов
их вулканизации.
Метод и шкала были предложены Альбертом Ф. Шором в 1920-х годах. Он же
разработал соответствующий измерительный прибор, называемый
дюрометром[.
Твёрдость по Шору обозначается в виде числового значения шкалы, к
которому приписывается буква, указывающая тип шкалы с явным указанием
названия метода измерения твёрдости или прибора. Например:
Метод позволяет измерять глубину начального вдавливания, глубину
вдавливания после заданных периодов времени или и то и другое вместе.
Метод отличается сравнительно большим разбросом значений результатов
измерений, но удобен своей простотой (в том числе конструкцией
измерительного прибора) и оперативностью проведения измерений,
позволяя производить их, в том числе на готовых изделиях, крупногабаритных
деталях и криволинейных поверхностях достаточно больших радиусов. Из-за
этого получил широкое распространение в производственной практике.

7.

Метод Шора
(метод отскока)
Твёрдость по Шору — метод определения твёрдости очень твёрдых
материалов, преимущественно металлов, по высоте, на которую после удара
отскакивает специальный боёк (основная часть склероскопа Шора), свободно
и вертикально падающий с определённой высоты. Твердость по этому методу
Шора оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте
отскакивания бойка.
Метод не дает точных показаний, так как высота отскакивания бойка зависит
не только от твердости испытуемого металла, но и от множества других
причин: от толщины металла, от степени шероховатости его поверхности,
внутренней структуры и т. д. Однако этот метод, вследствие его простоты и
оперативности, часто применяется в заводской практике — преимущественно
для быстрого контроля результатов термической обработки стальных
изделий (закалки и отпуска). Он так же позволяет производить измерения
прямо на готовых изделиях, крупногабаритных деталях и криволинейных
поверхностях. Следует понимать, что хотя оба этих метода являются
методами измерения твёрдости, предложены одним и тем же автором,
имеют совпадающие названия и совпадающие обозначения шкал, это — не
версии одного метода, а два принципиально разных метода с разными
значениями шкал, описываемых разными стандартами.

8.

Метод определения
микротвёрдости
Микротвёрдость (англ. microhardness) —
твёрдость отдельных участков микроструктуры
материала. Микротвёрдость определяется
индентированием при нагрузке на индентор не
более 2 Н (при большей нагрузке полученные
характеристики материала относятся к
макромасштабным) и при внедрении индентора
не менее, чем на 200 нм (при испытаниях с
меньшим внедрением речь идёт уже
о нанотвёрдости).
.

9.

Существуют так же другие интересные методы измерения
твёрдости материалов:
Метод Кузнецова-Герберта—твёрдость определяется временем
затухания колебаний маятника, опорой которого является
исследуемый металл;
Метод Польди (двойного отпечатка шарика) — твёрдость
оценивается в сравнении с твёрдостью эталона, испытание
производится путём ударного вдавливания стального шарика
одновременно в образец и эталон (см. иллюстрацию);
Шкала Мооса — определяется по тому, какой из десяти
стандартных минералов царапает тестируемый материал, и
какой материал из десяти стандартных минералов царапается
тестируемым материалом.
Метод Бухгольца — метод определения твёрдости при помощи
«прибора Бухгольца». Предназначен для испытания на твёрдость
(твёрдость по Бухгольцу) полимерных лакокрасочных покрытий
при вдавливании «индентора Бухгольца». Метод регламентируют
стандарты ISO 2815, DIN 53153, ГОСТ 22233.
Тест твёрдости Янка — метод определения твёрдости древесины
при помощи вдавливания стального шарика.

10.

Спасибо за
внимание !