Прибор определяющий твердость металла

Во многих современных сферах деятельности людей одним из важных моментов является точное определение твердости металлов и других материалов, а также резинотехнических изделий. Наиболее актуальны подобные показатели для производственных отраслей, поскольку позволяют оценить качество сырья и готовой продукции. Именно поэтому следует разобраться с тем, что такое твердомеры, как правильно их выбрать, а также использовать.

На данный момент такие образцы измерительного инструмента, как твердомеры, широко используются в самых разных отраслях.

Помимо машиностроения и других производственных сфер, эти приборы используются специалистами научных центров.

Принцип их функционирования базируется на фиксации показателей при воздействии на поверхность изучаемых предметов. Результаты таких измерений и позволяют определить твердость.

Выбор конкретного вида устройства зависит от таких параметров исследуемого изделия (детали), как:

• габариты;
• вес;
• свойства материала изготовления;
• конструктивные особенности.

Далеко не всегда имеется возможность применения более точных, стационарных моделей. В таких случаях на помощь приходят компактные, переносные твердомеры. С учетом характеристик вида описываемые инструменты состоят из нескольких элементов.

• Корпус.
• Наковальня (если имеется в виду стационарная конструкция), то есть площадка для установки детали.
• Датчик и индентор. Речь идет о рабочем элементе, отвечающем за воздействие на изучаемый материал и регистрацию его силы.
• Система управления.

Части корпуса, а также площадка для образцов и все подвижные детали оборудования выполняются из высококачественной стали и прочного пластика.

Особого внимания заслуживают эксплуатационные характеристики аппаратов, предназначенных для использования в жестких полевых условиях.

Одной из главных особенностей здесь является герметичность корпуса и надежная защита от механических повреждений.

Многие современные образцы описываемых аппаратов способны фиксировать результаты нескольких последних измерений. Имеется в виду оснащение устройств интегрированными модулями памяти, которые чаще всего являются энергонезависимыми.

При этом данные в любой момент можно перенести на ПК или другой гаджет.

При классификации современных твердомеров одним из ключевых моментов является то, как именно работает то или иное устройство. В частности, речь идет о методе проведения исследований. Исходя из этой особенности появились и соответствующие названия приборов. Прежде всего стоит рассмотреть, на какие разновидности делят стационарные модели.

Определение твердости подобным образом было предложено более 100 лет назад (в 1908 году) профессором Людвигом. Описан данный метод в книге, название которой дословно переводится как «Испытание конусом». Речь идет о неразрушающем поверхности материала исследовании его характеристик.

Он базируется на фиксации глубины проникновения жесткого наконечника, который получил название индентор. Важная деталь заключается в том, что для всех шкал твердости применяется идентичная нагрузка. В зависимости от шкалы речь может идти о таких показателях, как 60, 100 и 150 кгс.

Функции упомянутых инденторов выполняют твердые шарики или же конусы со скругленной вершиной и углом при ней 120 градусов.

Этот метод получил широкое распространение благодаря максимальной простоте и высокой скорости измерений, а также воспроизводимости получаемых данных.

В процессе снятия показателей важно учитывать толщину образца, которая должна быть не менее десятикратной глубины погружения индентора.

В наши дни широко применяется также твердомер по «Супер-Роквеллу». Имеется в виду усовершенствованный вариант описанного способа определения твердости. Его главная особенность заключается в осуществлении двух поочередных замеров.

Здесь речь идет о выполнении описываемых измерений на основе вдавливания в поверхность исследуемого материала индентора в виде шарика.

Такой способ определения твердости более века назад предложил инженер Бринелль, в честь которого он и был назван.

Одна из ключевых особенностей метода в том, что он был первым во всем мире стандартизован и получил самое широкое распространение. Обозначается измеряемая твердость, как «НВ».

Твердомеры, исследующие описываемый параметр материалов по этому методу, работают на основе вдавливания в поверхность индентора. Важно будет заметить, что последний выполнен в форме пирамиды. Данный способ исследований был предложен еще 100 лет назад инженерами компании Vickers Ltd. При измерениях используется обозначение «HV».

Следует учесть, что сейчас существуют модели твердомеров, которые функционируют на основе методики измерений, получившей название «Микро-Виккерс».

В данном случае подразумевается метод определения твердости, базирующийся на фиксации высоты, на которую отскакивает от исследуемой поверхности индентор.

Общепринятым обозначением является «HS» с добавлением буквенного индекса, соответствующего одной из рабочих шкал. Основными при этом являются «C» и «D».

Важно учитывать, что применение на практике этой методики довольно ограниченно, и приборы используются для анализа твердости преимущественно неметаллов.

Функционирование оборудования, относящегося к этой группе, основано на вдавливании индентора. Последний имеет форму усеченного конуса, вершина которого является плоской. Стоит заметить, что данную категорию твердомеров считают практически универсальной. Это обусловлено возможностью работы с большинством известных материалов.

Исходя из самого названия разновидности можно понять, что имеются в виду приборы, использующие при измерении твердости несколько существующих методов исследования.

Стоит отметить, что применение описанных выше устройств является ограниченным в силу их эксплуатационных свойств и особенностей контролируемых материалов.

Именно поэтому универсальные модели пользуются повышенным и в полной мере заслуженным спросом.

В зависимости от материалов, которые позволяют исследовать твердомеры, их делят на следующие разновидности:

• приборы для работы с металлами;
• склерометры (определение твердости камня, кирпича, бетона);
• дюрометры (пластмасса, резина);
• устройства для литейных форм.

Помимо этого, рассматриваемые аппараты бывают аналоговые и электронные. Стоит отметить, что на данный момент первый вариант встречается реже из-за сравнительно низкой точности измерений. Кстати, последняя напрямую будет зависеть от навыков и опыта оператора.

Такие приборы чаще всего применяют при исследовании мягких материалов. Они оснащены шкалой в виде циферблата, тогда как цифровые модели выводят результаты измерений на интегрированные экраны.

Анализируя особенности существующих на данный момент твердомеров, важно уделить внимание выбору шкал. Он напрямую зависит от характеристик исследуемого материала.

Например, шкалы Шора и Бринелля будут оптимальным вариантом для дерева, пластика, резины и других материалов со сравнительно низкими показателями твердости. Шкалы Роквелла и Виккерса –более подходящие для средней и повышенной твердости.

Еще один важный момент – это деление всех перечисленных аппаратов на:

• автоматические, имеющие сервопривод, управляемый микропроцессором;
• полуавтоматические;
• полностью механические, в которых применение и снятие нагрузки на материал осуществляется непосредственно оператором в ручном режиме.

А также одним из ключевых моментов являются условия эксплуатации. С учетом этой особенности твердомеры бывают стационарного типа и переносными. Ключевые нюансы и характеристики этих двух категорий рассмотрены ниже.

Оборудование, относящееся к этой категории, имеет довольно крупные габариты и соответствующую массу. Вес некоторых моделей достигает рекордной отметки в 200 кг, а их высота и длина могут составлять до 1 метра и более.

Эти параметры не играют определяющую роль с точки зрения удобства эксплуатации техники, поскольку она должна устанавливаться неподвижно на одном конкретном месте. Такие приборы используются преимущественно в условиях лабораторий, а также на предприятиях.

Их главное конкурентное преимущество – максимальная точность измерений и минимальная погрешность.

Приборы оснащены клавиатурой для ввода параметров, а также дисплеями, на которых отображаются результаты исследований.

Опционально стационарные твердомеры могут иметь интерфейс для сопряжения с персональными компьютерами.

А также в перечень подключаемых устройств входят микроскопы и принтеры, предназначенные для распечатки получаемых данных. Источником питания для аппаратов является бытовая электросеть.

Переносные, то есть сравнительно компактные твердомеры с учетом методов определения характеристик материалов делят на три основные группы. Речь идет о динамических, ультразвуковых, а также комбинированных приборах.

Последняя разновидность во многом напоминает универсальные образцы стационарного оборудования. Такие аппараты могут определять параметры и демонстрировать результаты измерений по нескольким шкалам.

Это, в свою очередь, многократно расширяет сферу применения твердомеров.

Особенности указанных типов портативных устройств выглядят следующим образом.

• Динамические – отличаются высокой скоростью выполнения измерений. При этом используется сетка твердости, являющаяся стандартизованной на территории Российской Федерации для полевых, а также лабораторных и производственных условий эксплуатации. Речь идет о твердомерах Роквелла, Шора, Бринелля и Виккерса.

• Ультразвуковые – приборы, метод функционирования которых позволяет исследовать более широкий перечень материалов. В него входят листы из стали, мелкие детали, а также зеркальные поверхности. Помимо всего прочего, они используются для определения механической прочности.

• Комбинированные – модели, которые выполняют описываемые операции с применением двух датчиков. Эти сменные конструктивные элементы способны контролировать колебания показателей твердости практически любых изделий из металла. По большому счету комбинированные приборы – это гибрид ультразвуковых и динамических методов исследования.

В соответствующем сегменте современного рынка измерительного инструмента и оборудования на данный момент свою продукцию представляют многие отечественные и зарубежные производители.

В модельных рядах представлен довольно широкий ассортимент как портативных, так и стационарных приборов. Все эти модели отличаются друг от друга эксплуатационными характеристиками и, конечно же, стоимостью.

При выборе опытные специалисты предсказуемо отдают предпочтение известным брендам.

Важно учитывать, что меню подавляющего большинства импортных твердомеров не имеет русскоязычной версии. В то же время продукция отечественных компаний по качеству своего исполнения и работы способна конкурировать с зарубежной техникой.

В список наиболее популярных российских марок можно включить:

• «Интротест»;
• «Восток-7»;
• «Новотест»;
• «Константа»;
• «Минэтэк»;
• «Импульс»;
• «Луч».

Анализируя импортный сегмент рынка, стоит уделить внимание таким брендам, как Krautkramer GE, PCE, Sinowon, Mitutoyo и Proceq SA.

Перед приобретением конкретной модели описываемого измерительного инструмента или оборудования следует четко определиться с требуемой разновидностью.

К примеру, для исследований сравнительно мягких металлов и сплавов потребуются приборы, функционирующие на основе метода Бринелля. При работе с материалами средней и повышенной твердости актуальными будут устройства Роквелла и Виккерса соответственно.

Если речь идет о контроле состояния разнообразных изделий, то, естественно, следует рассматривать универсальные модели.

Помимо этого, при подборе наиболее подходящего оборудования настоятельно рекомендуется акцентировать внимание на нескольких важных моментах.

• Способ взаимодействия между индентором (интегрированным, проводным и беспроводным) и датчиком.
• Качество исполнения и прочность нагрузочной ячейки.
• Диапазон рабочих нагрузок устройства.
• Возможность интеграции прибора с персональным компьютером и внешним принтером.
• Воспроизводимость результатов измерений.
• Наличие и объем встроенной памяти.
• Присутствие в комплекте дополнительных датчиков.
• Возможность одновременной работы на нескольких шкалах и конвертация получаемых показателей.

Следующий важный шаг – это определение перечня материалов, с которыми предполагается работать. А также следует акцентироваться на требуемой точности выполняемых измерений.

Если во главе угла ставится максимальный показатель, то стоит рассматривать стационарные и лучше всего универсальные образцы оборудования. Если замеры будут производиться не в лабораторных условиях, то оптимальным выбором станут компактные, переносные модели.

Параллельно важно помнить, что каждый из применяемых методов определения твердости того или иного материала ограничивается конкретными факторами. Есть смысл сравнить аппараты, относящиеся к категории динамических и ультразвуковых.

Стоит заметить, что первый вариант наиболее актуален для простых с геометрической точки зрения и массивных изделий.

Ультразвуковые модели – это идеальное решение в ситуациях, когда работать предполагается с небольшими по размерам образцами материала, имеющими сложную форму. Помимо способа проведения исследований, а также уже упомянутых особенностей связи основного модуля с индентором, требуется уделить внимание корпусу устройства.

Важно помнить, что электронная начинка современных моделей портативных измерителей очень чувствительна к внешним воздействиям. Предсказуемо она должна иметь надежную защиту в виде прочного и влагонепроницаемого корпуса. У представителей модельных рядов ведущих производителей для комфортного использования предусмотрены резиновые накладки.

Портативные твердомеры для металлов. Купить динамический или ультразвуковой твердомер по выгодной цене со склада в Москве

Твердомер TH200

Внесен в Госреестр СИ! Есть в наличии!

Цена: 31 434 руб. Динамический твердомер ТДМ-2

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 72 540 руб. Динамический твердомер ТДМ-3

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 87 204 руб. Ультразвуковой твердомер МЕТ-У1А

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 54 384 руб. Ультразвуковой твердомер МЕТ-У1

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 45 114 руб. Твердомер резины по Шору NOVOTEST ТШ-А Цена: 15 900 руб. Твердомер портативный TH132

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 90 041 руб. Динамический твердомер TH134

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 98 033 руб. Динамический твердомер HLN-11A

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 95 902 руб. Динамический твердомер TH-140B

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 68 197 руб. Динамический твердомер TH152 Цена: 97 500 руб. Динамический твердомер TH154 со встроенным датчиком Цена: 98 033 руб. Динамический твердомер TH170 Цена: 90 041 руб. Ультразвуковой твердомер УЗИТ-3

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 72 000 руб. Динамический твердомер ЭЛИТ-2Д

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 64 200 руб. Твердомер TIV

Внесен в Госреестр СИ! Есть в наличии!

Цена: 1 500 000 руб. 2200000 Экономия:700000 руб. или 32% Твердомер Equotip Automation Package Цена: по запросу Цена: 86 700 руб. Цена: 135 746 руб. Цена: 143 420 руб. Цена: по запросу Твердомер ИТ 5038-02

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: 155 520 руб. Твердомер HardyTest UCI 1500 Цена: 280 800 руб. REX 1500 A — твердомер (дюрометр) Шора тип А Цена: 23 549 руб. Цена: по запросу Твердомер для металла Equostat 3

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: по запросу Цена: по запросу Измеритель твердости по Шору TQC LD0550/0551 Цена: от 26 520 руб. Портативный твердомер AR936

Есть в наличии!

Цена: по запросу Твердомер сырых форм и стержней модель 071 Цена: по запросу Твердомер сухих форм и стержней модель 0731М Цена: 31 860 руб. PKH твердомер для просушенных стержней Цена: 194 255 руб. PEP твердомер (пенетрометр) Цена: 122 577 руб. Портативный твердомер Hardy Test D400 Цена: 86 800 руб. Портативный твердомер Hardy Test D500 Цена: 112 840 руб. Портативный твердомер Hardy Test U400 Цена: 121 738 руб. Цена: по запросу Цена: по запросу Цена: по запросу Цена: по запросу Цена: по запросу Цена: по запросу Цена: по запросу Твердомер металлов Польди — Хютте

Есть в наличии!

Цена: 25 700 руб. Твердомер Webster Модель В для алюминия Цена: от 130 185 руб. Твердомер Webster модель BВ-75 для меди Цена: от 130 185 руб. Твердомер Шора тип А ТВР-AЦ Цена: 17 911 руб. Твердомер Шора тип А Bareiss HP-AS

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: по запросу Твердомер Шора тип А X.F. Цена: 5 546 руб. Твердомер Шора тип А X.F. с аналоговым индикатором Цена: 4 366 руб. Твердомер Шора тип А REX 1600 A Цена: 39 556 руб. Цифровой твердомер ПРОФКИП АЛМАЗ-936 Цена: от 59 610 руб. Твердомер Склерограф (Sclerograph) ZORN Цена: по запросу Твердомер по Шору А (дюрометр) ZORN Цена: по запросу Твердомер по Шору D (дюрометр) ZORN Цена: по запросу Твердомер удар-тестер (HPS) ZORN Цена: по запросу Твердомер Equotip 550 Leeb U

Внесен в Госреестр СИ!

Цена: по запросу PFP твердомер для измерения прочностных свойств формы Цена: 111 386 руб. Портативный динамический твердомер TIME5330 Цена: 108 689 руб. Динамический твердомер TIME5350 Цена: 165 697 руб. Твердомер динамический TH120 Цена: по запросу Портативный твердомер TH110 Цена: по запросу Твердомер Equotip 550 UCI Цена: по запросу Твердомер ударного типа HARDMATIC НН-411 Цена: по запросу Твердомеры HARDMATIC НН-300 серия 811 Цена: по запросу Твердомер Шора тип D X.F. с цифровым индикатором Цена: 4 700 руб. Твердомер резины по Шору DeFelsko Positector SHD Цена: от 56 262 руб. Цена: по запросу Цена: по запросу Цена: по запросу Твердомер по Шору (дюрометр) Elcometer 3120 Цена: по запросу МТВР меры твёрдости образцовые Вебстер Цена: 9 194 руб. HT1800 твердомер динамический Цена: по запросу THL210 твердомер динамический Цена: 31 029 руб. REX DD-4 — твердомер (дюрометр) Шора любого типа: B, C, D0, 0, 00, M, ASKER C, 00-RSS, 000, 000-S, E Цена: 128 277 руб. REX 3000 D — твердомер (дюрометр) Шора тип D Цена: 55 985 руб. REX 2000 D — твердомер (дюрометр) Шора тип D Цена: 51 496 руб. REX 1600 D — твердомер (дюрометр) Шора тип D Цена: 39 150 руб. REX 1500 D — твердомер (дюрометр) Шора тип D Цена: 24 757 руб. REX 3000 A — твердомер (дюрометр) Шора тип А Цена: 55 985 руб. REX 2000 A — твердомер (дюрометр) Шора тип А Цена: 51 496 руб. Электронный царапающий твердомер Simpson (модель 42145) Цена: 168 673 руб. GYZJ-936 твердомер по Барколу с аналоговым индикатором Цена: 130 012 руб. GYZJ-935 твердомер по Барколу с аналоговым индикатором Цена: 113 496 руб. GYZJ-934-1 твердомер по Барколу с аналоговым индикатором Цена: 113 496 руб. Твердомер по Барколу PosiTector BHI Цена: по запросу Цена: 167 334 руб. Твердомер Equotip Live UCI Цена: по запросу Твердомер Equotip Live Leeb D Цена: по запросу Снят с производства Ультразвуковой твердомер Константа ТУ Снят с производства Динамический твердомер TH160 Снят с производства Динамический твердомер DynaMIC и DynaMIC DL Снят с производства Беспроводной твердомер DYNAPOCKET Снят с производства Ультразвуковой твердомер MIC 10 Снят с производства Комбинированный твердомер MIC 20 Снят с производства Динамический твердомер Константа ТД Снят с производства Динамический твердомер EQUOTIP 3 PROCEQ Снят с производства Снят с производства Измеритель твердости металлов ЗОНД ВС-4 Снят с производства Снят с производства Снят с производства Динамический твердомер МИНИКОН 960 Снят с производства Комбинированный твердомер NOVOTEST Т-УД1 Снят с производства Ультразвуковой твердомер NOVOTEST Т-У1 Снят с производства Твердомер динамический NOVOTEST Т-Д1 Снят с производства Твердомер резин и пластмасс по Шору Константа ТШЭ Снят с производства Динамический твердомер Константа К5Д Снят с производства Ультразвуковой твердомер Константа К5У Снят с производства Динамический твердомер ТЭМП-2у Снят с производства Динамический твердомер ТДМ-1 Снят с производства Ультразвуковой твердомер 54-459М Снят с производства Твердомер динамический 54-359М Снят с производства Снят с производства ТВР-A твердомер (дюрометр) Шора тип А компакт цифровой Снят с производства ТВР-D твердомер (дюрометр) Шора тип D компакт цифровой Снят с производства

• Динамические и ультразвуковые твердомеры для металлов.
• Портативный твердомер динамический или ультразвуковой используется в условиях, когда невозможно применить более стационарный твердомер, например для измерения твердости трубопроводов, газопроводов, металлических конструкций, рельсов, котлов и других объектов контроля.
• У нас Вы можете купить весь спектр портативных твердомеров по выгодной цене: динамический твердомер, ультразвуковой твердомер и комбинированный твердомер, меры твердости, а также заказать услугу поверка твердомера.

Доставляем электронные твердомеры для металлов транспортными компаниями и курьерскими службами (Мэйджор Экспресс, Пони Экспресс, Деловые Линии, Автотрейдинг и др.) по России и СНГ.

Твердомеры для металлов. Метод Роквелла и Бринелля

Сущность методов определения твёрдости металлов

Испытания могут проводиться как на эталонных образцах (изготовленных из того же металла, и подвергнутых такому же режиму термической обработки), так и непосредственно на готовых деталях. В последнем случае необходимо принять меры к тому, чтобы испытуемое изделие не имело затем внешних повреждений.

Выбор метода испытания твёрдости зависит от:

1. Исходных механических показателей прочности, упругости и пластичности изделия.
2. Габаритных размеров детали (или места соединения смежных элементов конструкции, если устанавливается твёрдость в зоне, например, сварного шва).
3. Конечного результата: установить твёрдость самого изделия, либо твёрдость только его поверхности (выполняется для деталей, прошедших термическую обработку или иной вид поверхностного упрочнения).
4. Требований к условиям, времени и месту проведения испытания. Например, в полевых условиях более подходят не стационарные, а портативные твердомеры.
5. Стабильности результатов измерений и их воспроизводимости при повторных испытаниях.

Твёрдость может быть измерена тремя группами методов – механическими (статическими и динамическими), а также ультразвуковыми.

Независимо от этого, физическая сущность всех методов одна – в образец внедряется деформирующий элемент, перемещение которого считывается по специальной шкале.

Твёрдость рассматривается как сопротивление металла необратимым пластическим деформациям, а потому отличается от других измерений наличием специальных унифицированных приборов – твердомеров для металлов.

Как определить химический состав металла читайте по ссылке //proinstrumentinfo.ru/analizator-metallov-i-splavov-tsena/

Твердомеры Бринелля

Способ определения твёрдости по методу Бринелля заключается в том, что в поверхность детали вдавливается шарик или из закалённой стали, или из твёрдого сплава. В результате на металле остаётся отпечаток в виде полусферы определённого диаметра и глубины, что определяет меру твёрдости по Бринеллю НВ.

К методу предъявляются следующие требования:

1. Индентор должен быть строго определённых размеров. Стандартными считаются диаметры 10; 5; 2,5; 1,25 и 1 мм. Выбор зависит от ориентировочной твёрдости испытуемого образца и нагрузке на него:

1. Нельзя выполнять измерения твёрдости НВ одной и той же детали, используя различные типы твердомеров Бринелля.
2. Соотношение прикладываемой к изделию нагрузки и площади отпечатка должны быть постоянными.
3. При ссылке на установленную при замерах величину НВ необходимо указывать условия, при которых был получен результат.
4. Деталь в месте измерения твёрдости должна иметь ровную и хорошо зашлифованную поверхность достаточной толщины (иначе с обратной стороны возможна деформация, ухудшающая точность результата).
5. Недопустимо определять твёрдость, если точка испытания находится вблизи от кромки детали.

Метод Бринелля непригоден, если измеренная твёрдость превышает 450 НВ: в таком случае происходит деформация контактной поверхности самого индентора.

Твердомеры для металлов, реализующие метод Бринелля, подразделяют на приборы типа ТШ и типа БТБ.

Стационарные твердомеры для металлов типа ТШ, с механическим приводом от электродвигателя, состоят из следующих узлов:

• Узла нагружения, который включает в себя оправку с индентором, возвратную пружину и корпус;
• Узла привода, состоящего из электродвигателя и системы передач;
• Рычажного механизма, который передаёт рабочую нагрузку на шарик;
• Рабочего стола;
• Панели управления и контроля результатов измерений.
• Противовеса с грузами;
• С-образной станины.

Твердомер Бринелля работает так. Деталь испытуемой поверхностью вверх устанавливают на стол, после чего поднимают его до упора, имеющегося в корпусе индентора. Далее включается электродвигатель, который перемещает корпус индентора.

Тот, преодолевая сопротивление пружин, приводит в движение шарик, который вдавливается в металл. Конечный результат считывается по шкале.

Отношение плеч рычажного механизма, а также суммарный вес грузов на противовесе устанавливается в зависимости от предполагаемого результата измерений (см. таблицу выше).

Твердомеры для металлов типа БТБ имеют некоторые эксплуатационные преимущества перед приборами ТШ: они обладают увеличенными размерами рабочего пространства стола, смена режимов нагружения производится механически, а для отсчёта результата используется более точная оптическая система. Работы на твердомерах БТБ производят в той же последовательности, что и на приборах ТШ, но образец после испытания сканируется измерительной головкой, с отображением результата на экране.

Данный способ подходит также для определения твёрдости изделий, которые эксплуатируются при повышенных температурах. Для этого на стол устанавливается ванна с нагревающей образец жидкостью, причём для температур до 300°С используют масло, а для более высоких температур – солевой расплав. Образец помещают в ванну на асбестовую плиту, после чего измеряют твёрдость обычным методом.

Твердомеры производства «Точприбор»

Доступными и простыми в эксплуатации являются переносные твердомеры для металлов типа ТШП. Испытательная головка прибора устанавливается на деталь в месте измерения и крепится струбциной или специальными захватами.

Нагрузка создаётся вручную, и контролируется по шкале индикатора. Для измерения результата применяют переносной микроскоп типа МПБ.

Замеренный отпечаток сравнивается со значениями, которые приводятся в таблицах пересчёта.

Твердомеры для металлов, работающие по методу Бринелля, имеют ряд ограничений своего применения:

• Не учитывается упругая деформация детали под нагрузкой.
• Динамика проведения испытания (время и скорость вдавливания индентора) очень сильно зависит от исходной твёрдости металла.
• Поверхность в месте испытания должна быть строго перпендикулярной оси движения индентора.
• При повторных измерениях твёрдости расстояние между смежными отпечатками должны быть не менее 0,2…0,6 от диаметра шарика.

Твердомеры Роквелла

Метод определения твёрдости металлов по Роквеллу состоит во вдавливании алмазного конуса или стального закалённого шарика в предварительно зашлифованную поверхность образца.

Метод Роквелла считается более оперативным, а в таких твердомерах  автоматизируется как процесс испытания, так и последующая обработка его результатов.

Суть метода Роквелла заключается в том, что предварительно выбирается некоторая реперная точка, и полученная для этой координаты глубина внедрения индентора вычитается из произвольно выбранной наибольшей глубины вдавливания.

Метод Роквелла имеет несколько разновидностей, каждая из которых применяется в определённых условиях испытаний (см. таблицу):

Стационарные твердомеры для металлов, реализующие метод Роквелла (типа ТК), подразделяют на приборы с электрическим и механическим приводом. Ручной твердомер ТК включает в себя:

1. Подвижный измерительный стол, на который устанавливается деталь.
2. Рычажный привод нагружения.
3. Измерительную систему (она может быть с цифровой или аналоговой индикацией результата).
4. Рабочую измерительную головку, с регулируемыми установками.
5. Масляный амортизатор.
6. С-образную станину.

Последовательность действия твердомера Роквелла следующая. Образец шлифованной поверхностью вверх размещают на измерительном столе, после чего перемещают его вверх, до начала вдавливания индентора в поверхность, что отслеживается по шкале твердомера.

Так происходит предварительное нагружение, признаком окончания которого является вертикальное расположение большой стрелки. Это означает, что индентор внедрился в поверхность на глубину, при которой упругая деформация металла уже перешла в пластическую.

Далее, освобождают рукоятку, которая амортизатором возвращается до упора, и нагружают испытуемое изделие основным усилием. В конечном положении нагрузка на деталь должна быть не менее 5…10 с., когда на индикаторе появится искомое значение твёрдости по Роквеллу.

После этого маховичком возвращают столик в исходное положение, и снимают с него деталь.

Условная единица твёрдости Роквелла соответствует 2 мкм перемещения рабочего наконечника индентора.

Существуют и переносные разновидности приборов Роквелла. К числу наиболее популярных относится прибор типа ТКП, испытательная головка которого прикрепляется к измеряемой детали.

Последовательность приложения нагрузок – предварительной и основной – в приборах типа ТКП такая же, так и в стационарных твердомерах для металла, где применяется метод Роквелла.

Применяются также и другие типы твердомеров для металла – Шора, Виккерса и пр. Их цена зависит от технических характеристик прибора. Например, диапазон цен на портативные динамические твердомеры составляет 30000…50000 руб, на стационарные установки – от 275000 до 420000 руб.

Твердомеры для металлов. Методы Бринелля и Роквелла

01.11.2017

Твердость — способность металла пластически деформироваться под воздействием объекта с более высокой твердостью (индентора).

Испытания на твёрдость являются очень распространёнными, поскольку определяют не только меру прочности изделия, но и его сопротивление переменным нагрузкам.

Преимущество метода — испытания на твёрдость относятся к числу неразрушающих, а твердомеры для металлов могут быть как стационарными, так и портативными.

Измерения могут проводиться на эталонных образцах (изготовленных из того же материала или сплава и подвергнутых такому же режиму термической обработки) или на готовых деталях. Единственное условие — в случае испытания готовых деталей необходимо принять меры к тому, чтобы объект контроля (ОК) не имел внешних повреждений.

Выбор метода контроля твёрдости зависит от:

• исходных механических показателей прочности, упругости и пластичности изделия
• размеров ОК (или места соединения смежных элементов конструкции, если устанавливается твёрдость в зоне, например, сварного шва)
• конечного результата: установить твёрдость самого изделия, либо твёрдость только его поверхности (выполняется для деталей, прошедших термическую обработку или иной вид поверхностного упрочнения).
• Требований к условиям проведения испытания. В полевых условиях используют не стационарные, а портативные твердомеры.
• Стабильности результатов измерений и их воспроизводимости при повторных испытаниях.

Твёрдость может быть измерена тремя группами методов — механическими (статическими и динамическими), а также ультразвуковыми. Кроме того, различают твёрдость при комнатных и повышенных температурах (так называемую «горячую твёрдость»). Техническая сущность всех методов одна — в ОК внедряется деформирующий элемент, глубина перемещения которого считывается по специальной шкале.

Твёрдость рассматривается как сопротивление металла необратимым пластическим деформациям, а потому отличается от других измерений наличием специальных унифицированных приборов — твердомеров для металлов.

Твердомеры Бринелля: методика и оборудование

Используются для определения твёрдости мягких сплавов и цветных металлов, чугуна и незакалённых сталей в соответствии с ГОСТ 9012-59.

Измерение твердости по Бринеллю производится либо стальным шариком, либо шариком из карбида вольфрама. Последний позволяет узнать твердость материалов, превышающих показатель обычной стали.Карбидный индентор, как правило, нужен для инструментальных сплавов. Шарик из обычной стали используют, измеряя твердость древесины, меди, алюминия, дюраля, нержавейки, стекла. То есть, твердомер применяют не только к металлам.

Способ определения твёрдости по методу Бринелля заключается во вдавливании в поверхность ОК шарика-индентора (из закалённой стали или из твёрдого сплава). В результате на металле остаётся отпечаток в виде полусферы определённого диаметра и глубины, что позволяет определить меру твёрдости по Бринеллю (НВ).

• Современная конструкция твердомера Бринелля позволяет плавно внедрять индентор в образец, обеспечивает высокую точность приложения нагрузки (погрешность не более 1,0 %), что позволяет получать отпечатки с высокой повторяемостью, необходимой для обеспечения точности измерений твердости.
• В качестве инденторов используются шарики из твердого сплава диаметром 1; 2,5; 5 и 10 мм. Величину нагрузки и диаметр шарика выбирают в зависимости от исследуемого материала, который разделен на 5 основных групп:
• При измерении твердости по методу Бринелля необходимо выполнять следующие условия:

1 — сталь, никелевые и титановые сплавы; 2 — чугун; 3 — медь и сплавы меди; 4 — легкие металлы и их сплавы; 5 — свинец, олово.

• образцы с твердостью выше HB 450/650 кгс/мм2 испытывать запрещается;
• поверхность образца должна быть плоской и очищенной от окалины и других посторонних веществ;
• диаметры отпечатков должны находиться в пределах 0,2D