Контроль твердости

Одной из важнейших механических характеристик большинства материалов является твердость – показатель, от которого зависит назначение изделия, изготовленного из этого материала. Твердость – способность материала оказывать сопротивление вдавливанию определенной нагрузкой в его поверхность тела большей твердости.

Методы определения твердости

Контроль твердости может производиться в заводских или лабораторных условиях, для чего применяются стационарные твердомеры, использующие статические методы Бриннеля, Роквелла или Виккерса, а также портативные приборы, определяющие твердость объекта исследования под нагрузкой в полевых условиях методом Либа с отскоком индентора и методом ультразвукового контактного импеданса.

• Статический метод Бринелля заключается во вдавливании с определенной нагрузкой под прямым углом к исследуемой поверхности индентора – стального шарика стандартного диаметра. Показатель твердости – НВ определяется как частное от деления величины нагрузки на сферическую площадь отпечатка индентора;
• Статический метод Роквелла заключается в замере глубины погружения индентора – стального шарика или алмазного конуса со скругленной вершиной с углом 120° в результате его вдавливания определенной нагрузкой в исследуемую поверхность. Значение твердости (HRA, HRB, HRC – HRT) определяется по одной из 11 шкал в зависимости от диаметра и глубины отпечатка индентора под нагрузкой в условных единицах измерения, равных 0,002 мм.
• Статический метод Виккерса заключается во вдавливании определенной нагрузкой в исследуемый материал индентора - алмазной пирамидки с квадратным основанием и вершиной с углом 136°. На индентор воздействует нагрузка конкретной величины и по величине диагонали отпечатка индентора на поверхности и величине нагрузки вычисляется значение HV - показателя твердости по Виккерсу.
• Динамический метод Либа, когда твердость материала (HLD) определяется отношением скорости падения индентора с наконечником из высокопрочной стали на исследуемую поверхность к скорости отскока индентора.
• Метод ультразвукового контактного импеданса определяет твердость в зависимости от отношения частоты ультразвука индентора после вдавливания его с определенной нагрузкой в исследуемую поверхность, к площади их контакта.

На рынке большим спросом пользуются портативные твердомеры, позволяющие определить твердость материала в полевых условиях различными методами.

Портативные твердомеры от компании «Литас»

Предприятия и организации, которым для обеспечения качества выпускаемой продукции необходимо производить контроль твердости материала, могут обратиться в компанию «Литас» – официального представителя компаний – производителей оборудования для неразрушающего контроля, в т.ч. приборов для твердометрии производства НПП «Машпроект».

Научно-производственное предприятие «Машпроект» из Санкт-Петербурга является одним из ведущих отечественных изготовителей портативных твердомеров, основанное более 30 лет тому назад на базе «ЦНИИ материалов» - одного из ведущих оборонных исследовательских институтов.

ООО «Литас» предлагает две линейки компактных твердомеров производства питерского НПП «Машпроект». Приборы обеих серий имеют размеры 121×69×41 мм, весят 300 г. и работают в диапазоне температур от -15°С до +35°С. Их питание предусмотрено от встроенных никель-металлгидридных (Ni-Mh), литий-полимерных (Li-Po) или литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов. Область производимых измерений твердости приборов, выпускаемых НПП «Машпроект» составляет:

• по Бринеллю от 90 до 450 HB;
• по Роквеллу от 20 до 70 HRC;
• по Виккерсу от 240 до 940 HV.

Время замера составляет от 2 до 3 секунд.

Модельный ряд динамических твердомеров включает модели 359С, 359С «Специальный, 359С «Максимум», 359 М. Этот прибор для контроля твердости металлов и сплавов, принципом его работы является метод Либа с замером высоты отскока индентора. К преимуществам твердометров серии 359 можно отнести:

• возможность контроля твердости материалов с различными физико-механическими характеристиками;
• отсутствие требований к диаметру и шероховатости поверхности изделия;
• способность производить замеры твердости в труднодоступных местах;
• независимость замера твердости от положения индентора в пространстве;
• наличие сигнала о превышении допустимых пределов результатов замеров твердости;
• комплектация прибора дополнительными датчиками.

Компактные динамические твердометры серии 359 имеют характерные особенности, в частности:

• интуитивно понятный интерфейс, организованный по способу «Включи и работай»;
• цветной монитор с ярким рисунком, работающий при отрицательных температурах;
• наличие памяти, позволяющей фиксировать результаты замеров твердости для последующего анализа;
• возможность оперативной корректировки показаний по контрольным образцам;
• возможность программирования дополнительных калибровок шкал с использованием контрольных образцов.

Кроме этого, все модели кроме 359 М имеют систему статистической обработки результатов и поставляются заказчику в пыле- и влагозащитном корпусе, воспринимающим ударные нагрузки.

Серия ультразвуковых твердомеров представлена моделями 459С, 459С «Специальный», 459С «Универсальный», 459С «Универсальный»459С+», «Максимум», 459М. Их работа основана на методе ультразвукового контактного импеданса. С помощью приборов этой серии, используя стандартные способы, можно определить твердость:

• углеродистых, конструкционных, жаропрочных, коррозионно-стойких сталей, сплавов на основе цветных металлов;
• поверхностно-упрочненных изделий и гальванических покрытий;
• изделий сложного рисунка – зубцов шестерен, валов, глухих отверстий, труб большого диаметра и т.д.;
• тяжелых и крупноразмерных изделий с грубой поверхностью (трубы большого диаметра, рельсы и др.).

В число основных положительных свойств ультразвуковых твердометров серии 459 входят следующие:

• стабильные показания, не зависящие от способа, продолжительности и нагрузки, необходимой для прижатия индентора к поверхности исследуемого изделия;
• независимость результата измерения твердости от пространственного расположения индентора;
• минимальная зона определения твердости – от 1 мм;
• возможность определения твердости в пазах и глухих отверстиях;
• минимальная видимость рисунка индентора на зеркальных плоскостях;
• независимость результатов от способа измерений, диаметра поверхности, массы и толщины изделия;
• наличие извещения о превышении допустимых пределов результатов измерений твердости.

Компактные ультразвуковые твердометры серии 459 производства питерского НПП «Машпроект» обладают следующими особенностями:

• интуитивно понятным интерфейсом;
• цветным монитором с ярким рисунком, позволяющим видеть показания при любом освещении;
• памятью, позволяющая запоминать результаты замеров с целью их последующего анализа;
• оперативной корректировкой результатов замеров по контрольным образцам;
• программированием дополнительных калибровок шкал по контрольным образцам.

Все модели серии кроме твердометра 459М собраны в ударопрочном, пыле- и влагозащищенном корпусе и оснащены системой статистической обработки результатов измерений. А модель 459С «Универсальный» и 459С «Универсальный+» после подключения дополнительных датчиков получают возможность производить замеры твердости, как ультразвуковым импедансным методом, так и динамическим методом Либа с замером высоты отскока индентора.

Получить консультацию и помощь при выборе модели твердометра, способным максимально точно определить твердость изделий необходимой покупателю номенклатуры, помогут специалисты компании «Литас».