W produkcji najczęściej stosuje się metodę wtłaczania, taką jak twardość Brinella, twardość Rockwella, twardość Vickersa i mikrotwardość. Uzyskana wartość twardości odzwierciedla w zasadzie odporność powierzchni metalu na odkształcenia plastyczne spowodowane wnikaniem ciał obcych.
Poniżej znajduje się krótki wstęp do różnych jednostek twardości:
1. Twardość Brinella (HB)
Wciśnij w powierzchnię materiału utwardzoną kulkę stalową o określonej wielkości (zwykle o średnicy 10 mm) z określonym obciążeniem (zazwyczaj 3000 kg) i przytrzymaj ją przez pewien czas. Po usunięciu obciążenia stosunek obciążenia do powierzchni wgniecenia jest wartością twardości Brinella (HB) w kilogram-siłach/mm² (N/mm²).
2. Twardość Rockwella (HR)
Jeśli HB>450 lub próbka jest zbyt mała, nie można zastosować pomiaru twardości metodą Brinella. Zamiast tego należy zastosować pomiar twardości metodą Rockwella. Wykorzystuje on diamentowy stożek o kącie wierzchołkowym 120° lub stalową kulkę o średnicy 1,59 mm i 3,18 mm, dociskaną pod określonym obciążeniem do powierzchni badanego materiału. Twardość materiału jest określana na podstawie głębokości wgłębienia. W zależności od twardości badanego materiału, można ją wyrazić w trzech różnych skalach:
HRA: Jest to twardość uzyskiwana przy użyciu obciążenia 60 kg i stożkowego wgłębnika diamentowego. Stosowana jest w przypadku materiałów o wyjątkowo wysokiej twardości (takich jak węglik spiekany itp.).
HRB: Twardość uzyskiwana przy użyciu obciążenia 100 kg i hartowanej stalowej kuli o średnicy 1,58 mm. Stosowana do materiałów o niższej twardości (takich jak stal wyżarzana, żeliwo itp.).
HRC: Jest to twardość uzyskiwana przy użyciu obciążenia 150 kg i stożkowego wgłębnika diamentowego. Stosowana jest w przypadku materiałów o dużej twardości (takich jak hartowana stal itp.).
3 Twardość Vickersa (HV)
Do wciskania w powierzchnię materiału należy używać stożkowego wgłębnika diamentowego o nacisku mniejszym niż 120 kg i kącie wierzchołkowym 136°, a następnie podzielić powierzchnię wgłębienia w materiale przez wartość obciążenia, która jest wartością twardości Vickersa HV (kgf/mm2).
W porównaniu z testami twardości Brinella i Rockwella, test twardości Vickersa ma wiele zalet. Nie ma ograniczeń związanych z określonymi warunkami obciążenia P i średnicy wgłębnika D, jak Brinell, ani problemu odkształcenia wgłębnika; nie ma też problemu braku możliwości ujednolicenia wartości twardości Rockwella. Może badać dowolne miękkie i twarde materiały, jak Rockwell, i może badać twardość ekstremalnie cienkich elementów (lub cienkich warstw) lepiej niż Rockwell, co można zrobić tylko za pomocą twardości powierzchniowej Rockwella. Jednak nawet w takich warunkach można je porównywać tylko w skali Rockwella i nie można ich ujednolicić z innymi poziomami twardości. Ponadto, ponieważ Rockwell wykorzystuje głębokość wcisku jako wskaźnik pomiaru, a głębokość wcisku jest zawsze mniejsza niż szerokość wcisku, jego błąd względny jest również większy. Dlatego dane dotyczące twardości Rockwella nie są tak stabilne jak Brinell i Vickers, a oczywiście nie są tak stabilne jak precyzja Vickersa.
Istnieje pewna relacja konwersji pomiędzy metodami Brinella, Rockwella i Vickersa. Istnieje tabela relacji konwersji, którą można przeszukać.
Czas publikacji: 16 marca 2023 r.
