Měření tvrdosti

Popis

Tvrdost materiálu je definována jako odolnost proti proniknutí cizího tělesa do povrchu materiálu. Tvrdost není fyzikálně definovatelná vlastnost, jedná se o výsledný celek vlastností povrchu.

Vzájemný převod hodnot tvrdosti v sobě zahrnuje nejistoty, se kterými je nutno počítat. Převedené výsledky musí být vyjádřeny takovým způsobem, že je jasné, která metoda byla použita k určení původní hodnoty tvrdosti.

Pro měření tvrdosti používáme velkou škálu tvrdoměrů pro různé metody a různá zatížení. Tato měření probíhají v souladu s normami ČSN EN ISO 6508-1 pro metodu Rockwell, ČSN EN ISO 6507-1 pro metodu Vickers a ČSN EN ISO 6506-1 pro metodu Brinell.

 

Spolehlivost tvrdoměrů se ověřuje pomocí referenčních tvrdoměrných destiček v pravidelných intervalech.

Zkouška tvrdosti podle Rockwella:

Vnikacím tělesem je diamantový kužel s vrcholovým úhlem 120° (metoda HRC, HRA) nebo kulička pro metodu HRB. Při dosažení zatížení 98N se ručička hloubkoměru vynuluje, provede se vlastní vtisk a poté se hodnota naměřené tvrdosti odečte z hloubkoměru. Metoda je vhodná pro proměření kalených a zušlechtěných materiálů. Tento způsob měření je velmi rychlý. Povrch součásti musí být hladký, rovný a dostatečně velký, není však třeba ho leštit. Pro zkoušky na vypuklých válcových površích a vypuklých kulových površích se musí používat korekce.

Našim zákazníkům nabízíme měření metodou HRC, HRA a HRB. Nejběžnější metoda HRC se používá pro tvrdosti 30 až 70 HRC.

Zajímavost: Metoda HRC není vhodná pro měření nitridovaných dílů a cementovaných vrstev o tloušťce menší než 0,6 mm, protože při zatížení 150 kg dojde při zkoušce k propíchnutí tvrdé vrstvy a výsledná hodnota pak neodpovídá povrchové tvrdosti.

 

Zkouška tvrdosti podle Vickerse:

Vnikacím tělesem je čtyřboký diamantový jehlan s vrcholovým úhlem stěn 136°, který je vtlačován do povrchu zkušebního tělesa. Následně jsou měřeny úhlopříčky vtisku, který zůstane po odlehčení zkušebního zatížení a pomocí tabulky dané normou se průměrná délka úhlopříček převede na hodnotu tvrdosti dle Vickerse. Podle hodnoty zkušebního zatížení se zkoušky rozdělují na tři oblasti. Zatížení 5 až 100 kg (HV5 – HV100) – zkouška tvrdosti podle Vickerse, zatížení 0,2 až 5 kg (HV0,2 – HV5) – zkouška tvrdosti podle Vickerse při nízkém zatížení, zatížení 0,01 až 0,2 kg (HV0,01 – HV0,2) – zkouška mikrotvrdosti podle Vickerse.

Metoda je vhodná pro materiály měkké i tvrdé. Povrch měřené součásti musí být hladký, rovný a vyleštěný, aby bylo možné přesné stanovení rozměrů délky úhlopříček vtisku.

Našim zákazníkům můžeme nabídnout měření při všech popsaných zatíženích v závislosti na velikosti dílu, provedeném tepelném zpracování a tloušťce vrstvy po chemicko-tepelném zpracování.

Zajímavost: Zkouška tvrdosti podle Vickerse při nízkém zatížení je vhodná pro měření nitridovaných a karbonitridovaných vrstev, které jsou velmi tenké a není možné je měřit při větším zatížení než HV5.

 

Zkouška tvrdosti podle Brinella

Vnikacím tělesem je tvrdokovová kulička o průměru D, která vtlačována do povrchu zkušebního tělesa. Následně se změří průměr vtisku ve dvou navzájem kolmých směrech a pomocí převodních tabulek dané normou se aritmetický průměr obou naměřených hodnot převede na tvrdost podle Brinella. Pro tento způsob měření tvrdosti je třeba mít povrch měřené součásti dostatečně velký, hladký, rovný a vyleštěný, aby bylo možné přesné stanovení průměru vtisku. Metoda je vhodná pro zjištění tvrdosti zušlechtěných materiálů, použitelná je do tvrdosti 650 HBW.

Našim zákazníkům můžeme nabídnout měření kuličkou o průměru 2,5 mm při zatíženích 62,5 nebo 187,5 kg a kuličkou o průměru 5 mm při zatížení 750 kg.

Zajímavost: hodnoty tvrdosti podle Brinella nelze obecně převést na jiné tvrdosti nebo na pevnost v tahu. Využití výsledků tvrdosti k vyvození závěrů o mezi pevnosti v tahu se vyžaduje v případě, že tahová zkouška je příliš komplikovaná nebo jestliže nemá dojít k porušení zkoušeného tělesa. Vzájemný převod hodnot tvrdosti na hodnotu meze pevnosti v tahu v sobě zahrnuje nejistoty, se kterými je nutno počítat.

Na základě převedených hodnot se nesmí provádět reklamační řízení.

Fotky