Twardość strzępy materiału metalu odnosi się do zdolności materiału do odporności lokalnej deformacji, zwłaszcza deformacji plastiku, wgłębienia lub zarysowania. Jest to wskaźnik pomiaru twardości materiału. Zgodnie z różnymi metodami testowymi twardość jest podzielona na trzy typy.
① Zdranie twardość. Służy głównie do porównania twardości i miękkości różnych minerałów. Metoda polega na wybraniu pręta z jednym twardym końcem, a drugim końcowym miękkim i zarysowaniu materiału, który ma być testowany wzdłuż pręta, oraz określenie twardości i miękkości materiału, które należy przetestować zgodnie z położeniem zarysowania. Jak jakościowe, zadrapanie wykonane przez twardy obiekt jest długi, a zadrapanie wykonane przez miękki obiekt jest krótki.
② Twardość wcięcia. Służy głównie do materiałów metalowych. Metoda polega na wciśnięciu określonego wgłębienia do materiału, który ma być przetestowany z pewnym obciążeniem, oraz porównanie twardości i miękkości materiału, który ma być przetestowany przez rozmiar lokalnego odkształcenia plastycznego na powierzchni materiału. Ze względu na różnice w wgłębach, obciążeniach i czasie trwania obciążenia istnieje wiele rodzajów twardości wcięcia, głównie twardości Brinell, twardości rockwell, twardości i mikrotulowości Vickersa.
③ Twardość odbicia. Stosowany jest głównie do materiałów metalowych. Metoda polega na tym, że specjalny mały młotek spada swobodnie z określonej wysokości i uderza w próbkę badanego materiału, a twardość materiału określa się na podstawie ilości energii odkształcenia zgromadzonej (a następnie uwolnionej) przez próbkę podczas uderzenie (mierzone wysokością odbicia małego młotka).
Najczęstsza twardość Brinella, twardość rockwell i twardość materiałów metalowych należą do twardości wcięcia. Wartość twardości wskazuje na zdolność powierzchni materiału do odporności odkształcenia plastycznego spowodowanego innym obiektem, gdy jest wciśnięty w powierzchnię. Metoda odbicia (Shore, Leeb) mierzy twardość, a wartość twardości reprezentuje wielkość elastycznej funkcji deformacji metalu.
Brinell Hardness Brinell Hardness wykorzystuje stwardniałą stalową kulkę lub kulkę węglika o średnicy D jako wgłębienia i wciska ją na powierzchnię próbki z odpowiednią siłą testową F. Po określonym czasie przytrzymywania siła testowa jest usuwana w celu uzyskania w celu uzyskania wcięcie o średnicy d. Siła testowa jest podzielona przez powierzchnię wgłębienia, a uzyskana wartość jest wartością twardości Brinella, a symbolem jest HBS lub HBW.
Różnica między HBS i HBW jest różnicą w wgłębie. HBS oznacza, że wgłębienie jest stalową kulą stalową, która służy do pomiaru materiałów o wartości twardości Brinella poniżej 450, takiej jak stal miękka, szare żeliwo i metale nieżelazne. HBW oznacza, że wgłębienie jest węglikiem, który służy do pomiaru materiałów o wartości twardości Brinell poniżej 650.
W przypadku tego samego bloku testowego, gdy inne warunki testu są dokładnie takie same, wyniki dwóch testów są różne, a wartość HBW jest często większa niż wartość HBS i nie ma reguły ilościowej, której należy przestrzegać.
Po 2003 roku mój kraj w podobny sposób przyjął standardy międzynarodowe, zrezygnował z wgłębnika z kulką stalową i przyjął głowice kulkowe z węglików spiekanych. Dlatego HBS nie jest już używany, a HBW służy do reprezentowania symbolu twardości Brinella. W wielu przypadkach twardość Brinella jest reprezentowana jedynie przez HB, co odnosi się do HBW. Jednakże HBS jest nadal spotykany w publikacjach literaturowych.
Metoda pomiaru twardości Brinella jest odpowiednia dla żeliwa, stopów nieżelaznych, różnych stali ulepszanych cieplnie. Nie nadaje się do pomiaru próbek lub przedmiotów, które są zbyt twarde, zbyt małe, zbyt cienkie i nie pozwalają na duże wgniecenia na powierzchni. Rockwell Hardness wykorzystuje diamentowy stożek o kącie wierzchołkowym 120 stopni lub kulkę ze stali hartowanej o średnicy 1,588 mm i 3,176 mm jako wgłębnik i obciążenie. Próbkę wciska się w próbkę pod działaniem obciążenia początkowego 10 kgf i całkowitego obciążenia 60, 100 lub 150 kgf (tj. obciążenie początkowe plus obciążenie główne). Po przyłożeniu całkowitego obciążenia twardość wyraża się jako różnica między głębokością wcięcia po usunięciu głównego obciążenia, ale główne obciążenie jest zachowane, a głębokością wcięcia pod działaniem obciążenia początkowego. Test twardości Rockwella wykorzystuje trzy siły testowe i trzy wgłębniki, które mają w sumie 9 kombinacji, odpowiadających 9 skalom twardości Rockwella. Zastosowanie tych 9 skal obejmuje prawie wszystkie powszechnie stosowane materiały metalowe. Powszechnie stosowane to HRA, HRB i HRC, wśród których najczęściej stosowany jest HRC. Zakres stosowania skali HRC wynosi 20 ~ 70 HRC. Gdy wartość twardości jest mniejsza niż 20HRC, wskutek zbyt mocnego dociśnięcia stożkowej części wgłębnika, czułość spada i należy zastosować skalę HRB; gdy twardość próbki jest większa niż 67HRC, nacisk na końcówkę wgłębnika jest zbyt duży, diament łatwo ulega uszkodzeniu, a żywotność wgłębnika zostanie znacznie skrócona, dlatego generalnie zamiast tego należy stosować skalę HRA.
Test twardości Rockwella jest prosty, szybki i ma małe wcięcie. Może testować powierzchnię gotowych produktów oraz twardszych i cieńszych przedmiotów. Ze względu na małe wcięcie wartość twardości waha się znacznie w przypadku materiałów o nierównej strukturze i twardości, a dokładność nie jest tak wysoka jak twardość Brinella. Twardość Rockwella służy do pomiaru twardości stali, metali nieżelaznych, węglików spiekanych itp.
Vickers Hardness Vickers Hardness Zasada pomiaru twardości Vickersa jest podobna do twardości Brinella. Diamentowe regularne wgłębienie czworościanu o względnym kącie 136 stopni służy do wciśnienia na powierzchnię materiału z określoną siłą testową F. Siła testowa jest usuwana po utrzymaniu jej przez określony czas. Wartość twardości wyraża średnie ciśnienie na jednostkę powierzchniowego powierzchni regularnego wgłębienia czworościanu, a symbolem jest HV. Twardość Vickers ma szeroki zakres pomiaru i może mierzyć materiały o zakresie twardości 10 ~ 1000HV. Ma małe wgłębienie i jest ogólnie stosowany do pomiaru cieńszych materiałów i warstw hartowania powierzchni, takich jak gaźby i azotowanie.
Leeb Hardness wykorzystuje pewną masę ciała uderzenia wyposażona w głowę piłki z węglika wolframowym, aby wpłynąć na powierzchnię elementu testowego pod pewną siłą, a następnie odbicie. Ze względu na różną twardość materiałów prędkość odbicia po uderzeniu również jest inna. Stały materiał magnetyczny jest instalowany na urządzeniu uderzeniowym. Gdy korpus uderzenia porusza się w górę i w dół, jego cewka peryferyjna indukuje sygnał elektromagnetyczny proporcjonalny do prędkości, który jest następnie przekształcany w wartość twardości Leeb przez obwód elektroniczny, a symbol jest oznaczony jako HL.
Tester Twardości Leeb nie wymaga stołu roboczego. Jego czujnik twardości jest mały jak długopis i może być bezpośrednio obsługiwany ręcznie. Można go łatwo wykryć, niezależnie od tego, czy jest to duży, ciężki przedmiot, czy obrabia ze złożonymi wymiarami geometrycznymi.
Kolejną zaletą twardości Leeba jest to, że powoduje niewielkie uszkodzenia powierzchni produktu i czasami może być stosowana jako badanie nieniszczące; jest wyjątkowy w testowaniu twardości we wszystkich kierunkach, wąskich przestrzeniach i częściach specjalnych.
