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».