Твердомер – прибор для неразрушающего контроля изделий

Одной из важных характеристик металлов является их твердость – способность изделия воспринимать контактное воздействие на его поверхность другого, более твердого тела. Для исследования ее величины проводятся испытания, при помощи стационарного и портативного оборудования – твердомеров, широкая номенклатура которых выпускается отечественными и зарубежными производителями. Они могут быть динамическими и использовать конкретный способ определения показателя или универсальными.

Принципы работы твердомеров

Принцип работы стационарного или портативного твердомера зависит от методики исследования объекта, для которого он предназначен. Действующие технические регламенты различают три основные шкалы, в соответствии с которыми выполняются исследования:

• для относительно мягких объектов (резина, пластик) используется метод Бриннеля – шарик из закаленной стали (индентор) диаметром от 1 до 10 мм (в зависимости от материала), за определенный нормативом период времени и с регламентированной силой вдавливается в поверхность образца. По полученным вмятинам определяется требуемый показатель;
• метод Шора использует калиброванную пирамиду, вдавливающая в поверхность объекта индентор - иглу из закаленной стали. Твердость определяется посредством измерения глубины вмятины в материале;
• измерять объекты средней твердости рекомендуется по методу Роквелла. Исследование производится путем вдавливания в поверхность объекта индентора (стального шарика Ø 1,5875 мм (1/16 дюйма) или алмазного конуса с углом вершины 120°). Твердость определяется также по глубине вмятин, оставшихся на испытанной поверхности;
• твердые материалы испытываются по методу Виккерса – в качестве индентора используется алмазная пирамида с углом вершины 136°. Результат вычисляется путем деления приложенной нагрузки (от 1 г до 1000 кг) на площадь поверхности полученного оттиска;
• образцы металлов повышенной твердости испытываются при помощи бойка, ударяющего по поверхности объекта. Твердость определяется высотой отскока бойка.

Выпускается также категория универсальных стационарных и портативных твердомеров, способные выполнять исследования степени твердости объекта всеми методами.

Твердомеры от компании «Литас»

Большим спросом пользуются стационарные твердомеры, разработанные и выпускающиеся немецкой компанией Helmut Fischer Holding GmbH, основанной в 1953 году. ООО «Литас» предлагает оборудование с торговой маркой Fischer:

• FISCHERSCOPE HM2000 целесообразно применять при необходимости измерять микротвердость объектов толщиной более 1 – 2 мкм. Для определения механических характеристик и упругости используется способ наноиндентирования.
  Прибор FISCHERSCOPE HM2000 весом 120 кг работает от сети при температуре от +15°С до +40°С. Диапазон воспринимаемых нагрузок 0,4 – 2000 мН с шагом ˂40 мкН и глубиной вдавливания до 500 мкм;
• FISCHERSCOPE HM2000 S способен измерять в ручном режиме микротвердость металла по Мартенсу, Виккерсу, определять модуль упругости индентирования и ползучести.
  Твердомер FISCHERSCOPE HM2000 S обладает весом 35 кг, питается от бытовых электрических сетей, его можно применять при температуре от +15°С до +40°С. Позволяет измерять нагрузки от 0,4 до 2000 мН с шагом ˂40 мкН и глубиной вдавливания до 50 мкм;
• PICODENTOR HM500 – рекомендуется применять для определения способом вдавливания микротвердости материалов толщиной менее 1 мкм, в т.ч. в автоматическом режиме.
  Вес прибора 120 кг, питание от бытовой сети, работает при температуре от +15°С до +40°С. Диапазон воспринимаемых нагрузок: от 0,005 до 500 мН с шагом ˂100 нН и глубиной вдавливания до 40 пм.

Однако нередко наряду со стационарными возникает необходимость применять портативные приборы, работающие непосредственно на площадке.

Портативные твердомеры от компании «Литас»

Высок спрос и на портативные твердомеры, которые можно применять непосредственно на производстве. Широкую линейку портативных твердомеров представляет НПП «Машпроект» из Санкт-Петербурга. Портативные твердомеры ТКМ способны производить исследования твердости различных металлов, крупноразмерных и тонкостенных, с шероховатой или гладкой поверхностью. Портативное оборудование марки ТКМ обладают несколькими степенями защиты и могут использоваться в полевых условиях.

Портативные твердомеры серии ТКМ реализуют различные принципы работы. Они подразделяются на:

1. Портативные ультразвуковые:

• ТКМ-459М – способен измерять твердость стали, гальванических покрытий;
• ТКМ-459С – площадь зоны контроля более 1 мм, ресурс – 250 000 измерений;
• ТКМ-459С «Специальный» - для работы в полевых условиях;
• ТКМ-459С «Максимум+» с датчиком, для замеров в труднодоступных местах;

2. Портативные динамические:

• ТКМ-359М – проверка показателей углеродистых и конструкционных сталей;
• ТКМ-359С - контроль характеристик сталей и сплавов цветных металлов;
• ТКМ-359С «Специальный» с дополнительными датчиками;
• ТКМ-359С «Максимум» с дополнительными датчиками;

3. Портативные универсальные (ультразвуковые и динамические датчики вместе):

• ТКМ-459С «Универсальный» - ультразвуковой и динамический методы;
• ТКМ-459С «Универсальный+» - методы контроля USI и Leeb вместе;

Портативные твердомеры производят измерения по шкалам Роквелла, Бриннеля, Виккерса, а модели портативных твердомеров ТКМ-459С «Универсальный» и «Универсальный+» могут в работе использовать и шкалу Либа.

Выбор консультанта

Широкий выбор отечественных и импортных стационарных и портативных приборов для неразрушающего контроля и определения физико-механических характеристик различных объектов предполагает наличие определенного объема знаний, необходимых для правильного выбора дорогостоящего оборудования. Если есть сомнения, лучше всего обратиться за консультацией к профессионалам. В области измерительных приборов одним из авторитетных консультантов является компания «Литас» из Казани, владеющая детальной информацией о большинстве классов измерительного оборудования. Зная методику измерения и предлагаемую номенклатуру испытательного оборудования, ООО «Литас» готов оказать помощь в выборе твердомера, который сможет решить поставленные перед покупателем задачи.