Определение твердости
В качестве определения понятия определения твердости Мартенс около 1900 года предложил следующее: „твердость - это сопротивление, оказываемое телом проникновению другого (более твердого) тела.“ Это простое и наглядное определение перешло в техническую область и соблюдается и сегодня. Техническая твердость - это механическая характеристика для описания материала или состояния материала.
Твердость не измеряется напрямую, а выводится из основных измеряемых величин (например, усилие испытания, глубина проникновения, площадь проникновения). Значение твердости определяется в зависимости от метода:
- из усилия испытания и характеризующей отпечаток геометрической величины (например, глубины проникновения)
- посредством характеризующей длины отпечатка
- через другу реакцию материала (например, твердость по методу царапания)
Значения твердости можно сравнивать, если они были определены с помощью одного метода с идентичными параметрами испытания.
Однозначное значение твердости можно характеризовать только по следующим критериям: определение значения твердости, геометрия и материал индентора, величина и срок воздействия усилия испытания, а также тип его приложения, структура и качество поверхности образца
При выборе метода определения твердости особое внимание уделяется:
- экономичности
- затратам на подготовку образцов
- готовности машин и приборов
- нормативным требованиям
Другие факторы:
- материал и твердость образца
- форма, размеры и вес
- готовность образца
- постановка задачи (например, серийное или профильное испытание)
- допустимая неопределенность измерений
Методы определения твердости
При испытаниях металлов используются, в основном, методы со статическим приложением усилия. Твердосплавный или алмазный индентор (шарик, конус, пирамида) вертикально вдавливается в поверхность уложенного на твердую опору образца. Усилие испытания прикладывается плавно, время приложения и воздействия регламентировано. При многих методах испытаний после разгружения проводится измерение отпечатка. Измеренные значения длины (глубина проникновения, диагонали, диаметр) и усилия испытания привлекаются для расчета значения твердости.
На практике применяются методы определения твердости по Роквеллу, Бринеллю, Виккерсу и Кнупу. Современный метод инструментированного определения проникновения (твердость по Мартенсу) приобретает все большую популярность. Этот метод применяется все чаще в области исследований и разработок, а также в промышленности, т.к. он, наряду со значениями твердости, предоставляет другие параметры для определения свойств материала. К тому же, этот метод используется независимо от материала.
Методы с динамическим приложением усилия применяются в особенности для определения твердости больших готовых изделий с помощью мобильных приборов.
