В этой статье объясняется, что такое твердомеры. Итак, вы найдете определение твердости, как использовать твердомер и какие существуют типы твердомеров.
Что такое твердомер?
Дюрометр – это измерительный прибор, используемый для определения твердости материала. Проще говоря, дюрометр – это прибор, используемый для измерения твердости материалов.
Существует множество типов твердомеров, каждый из которых подходит для конкретного применения. Кроме того, каждый тип твердомера измеряет твердость, используя собственную шкалу измерения. Каждый класс твердости подробно описан ниже.
Таким образом, дюрометр способен измерять твердость самых разных материалов, таких как металлы, пластмассы, резина и т. д.
Части твердомера
Части твердомера :
- Пенетратор (или индентор) : это часть твердомера, которая используется для измерения твердости материала. Он прикладывает силу к измеряемой части, и в зависимости от степени глубины и размера нанесенного следа можно определить твердость элемента.
- Рабочая платформа : платформа, на которой размещается измеряемая деталь.
- Лебедка : компонент твердомера, который приближает измеряемую деталь к индентору, поскольку он контролирует вертикальное перемещение рабочей платформы. Лебедку необходимо вращать до соприкосновения детали с индентором.
- Колесо передачи силы : эта часть дюрометра позволяет калибровать силу, приложенную к материалу, для измерения его твердости.
- Дисплей – показывает измеренное значение твердости и другие параметры твердости, которые можно установить.
Как работает твердомер
Теперь, когда мы знаем, что такое твердомер и из каких его частей состоят, мы увидим, как работает этот тип измерительного прибора.
- Поместите кусок материала, который необходимо измерить : Сначала этот кусок следует положить на рабочую платформу. Вы должны разместить деталь так, чтобы измеряемая поверхность была обращена вверх.
- Выберите правильный индентор : в зависимости от размеров измеряемого материала и типа твердомера вам потребуется установить индентор с другим наконечником. Обычно производитель предоставляет информацию о соответствующем инденторе.
- Примените измерительное усилие . В зависимости от проводимого испытания и шкалы измерения следует прикладывать большее или меньшее усилие. Поэтому вам необходимо установить соответствующую силу для измерения. Обычно производитель предоставляет необходимую информацию для этого шага.
- Поднимите материал : с помощью жгута необходимо поднимать материал до тех пор, пока он не коснется индентора.
- Дюрометр измеряет твердость : наконец, дюрометр выполняет тест и выдает значение твердости, измеренное с помощью иглы (аналоговый твердомер) или на экране (цифровой твердомер).
Поскольку при одном измерении может быть допущена ошибка, рекомендуется провести три измерения, затем вычислить среднее значение и принять это значение за твердость материала. Имейте в виду, что измерения нельзя проводить в одних и тех же или близких точках материала, поскольку испытание изменяет геометрию детали. Выполняя тесты в разных точках, мы гарантируем, что предыдущий тест не повлияет на новое измерение.
Ниже вы можете посмотреть видео, в котором объясняется работа твердомера:
Типы твердомеров
Существуют следующие типы твердомеров :
- Дюрометр по Бринеллю
- Дюрометр Роквелла
- Дюрометр Виккерса
- Дюрометр Кнупа
- Ультразвуковой твердомер
- портативный твердомер
Далее объясняется каждый тип твердомера, а также его преимущества и недостатки.
Дюрометр по Бринеллю
Дюрометр Бринелля чаще всего используется в промышленности для определения твердости материала. Метод Бринелля заключается в приложении нагрузки к измеряемой поверхности с помощью индентора, острием которого является стальной шарик.
В твердомере Бринелля прикладывается постоянная нагрузка, диаметр отпечатка измеряется под микроскопом, а затем преобразуется в значение твердости HB по формуле.
Дюрометр Роквелла
Твердость Роквелла также широко используется, поскольку она легко адаптируется. Можно использовать два разных индентора: алмазный конус или стальной шарик. Логично, что алмазный конус следует использовать для твердых материалов, а стальной шарик — для мягких материалов.
Этот тип твердомера сначала прикладывает к материалу небольшую нагрузку, а затем большую нагрузку, тем самым повышая точность измерения.
Большим преимуществом твердомера Роквелла является то, что для проведения измерения не нужны никакие оптические инструменты, поэтому он измеряет твердость автоматически и, следовательно, происходит быстрее. Однако он менее точен при работе с очень твердыми материалами и часто имеет ограничения с точки зрения приложенной нагрузки.
Дюрометр Виккерса
Дюрометр Виккерса считается тестом на микротвердость. Индентор этого типа твердомера изготовлен из алмаза и прилагает фиксированную нагрузку.
В твердомере Виккерса полученная в результате испытания отметка измеряется встроенным микроскопом, а затем это значение по формуле преобразуется в твердость. Кроме того, этот тип твердомеров имеет встроенный анализатор изображений, который позволяет локализовать отпечаток и графически представить результат испытания.
Измерять твердомером этого типа легко, но медленно. Точно так же дюрометры Виккерса часто используются в лабораториях.
Дюрометр Кнупа
Дюрометр Кнупа также используется для измерения микротвердости, но его индентор узкий и имеет ромбовидную форму. Кроме того, он позволяет прикладывать к материалу очень легкие нагрузки, даже несколько граммов силы.
Этот тип твердомера в основном используется для анализа риска растрескивания хрупких материалов, например керамики. Он также используется для измерения твердости очень тонкого слоя, например покрытия.
Имейте в виду, что образец, измеряемый дюрометром Кнупа, должен быть намного меньше, чем образец дюрометра других типов.
Ультразвуковой твердомер
Ультразвуковой твердомер проверяет твердость неразрушающим способом, поскольку для измерения твердости материала он использует звуковые волны. Ультразвук может применяться контактным или погружением.
Кроме того, ультразвук позволяет определить и другие характеристики материала, например, его толщину или наличие внутренних дефектов.
Основное преимущество ультразвукового твердомера состоит в том, что он может измерять твердость очень больших деталей, которую было бы невозможно измерить любым предыдущим твердомером из-за сложности его транспортировки.
портативный твердомер
Портативный твердомер очень полезен, поскольку для его тестирования не требуется конкретный образец материала, но он легко адаптируется к любым измерениям.
Кроме того, портативные твердомеры представляют собой устройства меньшего размера и весят меньше, чем настольные твердомеры, что делает их более практичными во многих ситуациях.