Pomiar twardości – przegląd metod statycznych

Statyczne metody są powszechnie wykorzystywane do pomiaru twardości, czyli odporności na odkształcenia plastyczne. Pomiarom poddawane są materiały w postaci ciał stałych, a samo badanie polega na wciskaniu w próbkę wgłębnika ze ściśle określonym naciskiem. Wśród statycznych sposobów pomiaru twardości wyróżnia się popularne metody: Brinella, Rockwella i Vickersa, czym się charakteryzują?

Na czym polegają metody statyczne pomiaru twardości?

Metody Brinella, Rockwella i Vickersa należące do metod statycznych mają cechy wspólne. Wszystkie do pomiaru twardości wykorzystują wgłębniki oddziaływujące z określoną siłą na próbki, przez co prowadzą do ich trwałego odkształcenia. Metody te należą do grupy badań niszczących. Różnice między nimi zależą od rodzaju używanego wgłębnika oraz sposobu oceny powstałego odcisku. Proces badania w poszczególnych metodach przebiega następująco:

• w metodzie Brinella rolę wgłębnika pełni kulka wykonana ze stali lub węglika spiekanego. Po odciążeniu próbki wykonywany jest pomiar powstałego odcisku. Twardość w tej metodzie określana jest na podstawie średnicy odcisku, średnicy kuli oraz siły, z jaką oddziaływała na próbkę,
• w metodzie Rockwella jako wgłębnik wykorzystywany jest diamentowy stożek lub stalowa kulka. W trakcie badania wgłębnik wciskany jest w próbkę dwukrotnie, siłą wstępną i siłą główną. Określenie twardości dokonywane jest po odciążeniu na podstawie pomiaru trwałego przyrostu głębokości odcisku,
• w metodzie Vickersa wgłębnik ma postać diamentowego ostrosłupa o kącie wierzchołkowym 136°. Twardość określana jest na podstawie uśrednionych pomiarów długości przekątnych powstałego odcisku oraz siły użytej do jego powstania.

Jaką wybrać metodę do pomiaru twardości?

Wybór właściwej metody do pomiaru twardości uzależniony jest od rodzaju materiału, z jakiego wykonana jest próbka. Pod uwagę brane są parametry obciążenia, które nie może być zbyt duże, aby nie zniszczyć próbki oraz rodzaj materiału, z jakiego został wykonany wgłębnik (mocne materiały, takie jak stal hartowana, wymagają użycia diamentu, którego nie oferuje metoda Brinella).

Pomiary twardości wykonywane są na specjalnych urządzeniach, twardościomierzach. W ramach swojej oferty badania przeprowadza Technolutions sprzedawca aparatury badawczej. Pomiary przeprowadzane są według odpowiedniej dla każdej metody normy: PN-EN ISO 6508 dla metody Rockwella, PN-EN ISO 6507 dla metody Vickersa oraz PN-EN ISO 6506 dla metody Brinella.