Wiele firm posiada w swoim arsenale pomiarowym najróżniejsze urządzenia, od suwmiarek zaczynając, przez ramiona pomiarowe na twardościomierzach kończąc. No właśnie, jak działa twardościomierz? Co jest najważniejszym elementem takiego urządzenia i na co zwrócić uwagę przy jego zakupie? O to zapytaliśmy specjalistów z firmy Isotek.

Twardość to cecha ciał stałych (nie tylko stali), która charakteryzuje ich odporność na działanie sił punktowych. W wyniku działania tych sił powstaje ślad: rysa bądź odcisk. Metod badania twardości jest kilka i w zależności od wybranej metody oraz uzyskanego śladu wykonuje się pomiary głębokości lub wielkości tego śladu. Otrzymany wynik porównuje się z odpowiednią skalą uzyskując w ten sposób poziom twardości.

Fot: Isotek

Sprzęt pomiarowy, który znajduje się w ofercie firmy Isotek, obejmuje wszystkie metody. Możemy wyróznić dwie najbardziej popularne z nich. Pierwsza z nich to metoda bezpośrednia. W pierwszym etapie urządzenie naciska próbkę materiału obciążeniem wstępnym, co powoduje powstanie pewnego odcisku. Ten odcisk będzie wartością zerową. Następnie urządzenie dociska próbkę obciążeniem głównym na ściśle określony czas w efekcie czego powstaje odcisk właściwy. Zmierzoną różnicę głębokości między obciążeniem wstępnym a głównym porównuje się ze specjalną skalą, z której odczytujemy odpowiedni wynik. Dla metody bezpośredniej wykorzystuje się tak zwaną metodę Rockwella. Twardościomierze mierzące w tej skali zaopatrzone są w czujniki elektroniczne lub analogowe, które zaraz po wykonaniu testu, podają wartość twardości. Określa się to mianem odczytu bezpośredniego.

Fot: Isotek

Kolejny sposób odczytu twardości to metoda pośrednia, w której mierzy się szerokość powstałego odcisku. Próbka zostaje obciążona pewną siłą na określony czas, dzięki czemu na elemencie tworzy się odcisk. W zależności od typu użytego wgłębnika (czyli końcówki wywierającej nacisk) uzyskujemy kształt okrągły (Brinell) lub rombu (Vickers). Następnie mierzymy szerokość, średnicę lub długość przekątnych odcisku, a otrzymany wynik długości porównuje się z odpowiednimi tablicami w celu odczytania twardości. Do tej metody wykorzystuje się w skale Vickersa, Brinella lub Knoopa i są to metody odczytu pośredniego.

Ale jaki wgłębnik zastosować, jakiej siły użyć przy dokonywaniu pomiaru, i co najważniejsze, do jakiej skali się odnieść? W zależności od użytej kombinacji: (typ wgłębnika)x(siła obciążenia głównego) otrzymuje się wynik w różnej skali.

METODA ROCKWELLA:
Jako wgłębnik można użyć stożka diamentowego Rockwella (o kącie 120 stopni) lub kulek (stalowych lub z węglików spiekanych) o rozmiarach 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 cala. Stosowane obciążenia: 15 kg, 30 kg, 45 kg (superRockwell), 60 kg, 100 kg, 150 kg (regularny Rockwell).

METODA VICKERSA:
Stosujemy ostrosłup diamentowy Vickersa (o kącie 136 stopni) i obciążenia od 10g do 100kg, (zakres zmienny i zależny od konfiguracji twardościomierza).

METODA BRINELLA
W metodzie Brinella wykorzystywane są wgłębniki z kulką (stalową lub z węglików spiekanych) o średnicach: 1, 2.5, 5, 10 mm przy obciążeniach od 1 kg do nawet 3000 kg (zakres zmienny i zależny od konfiguracji twardościomierza).

Dobór metody pomiaru twardości uzależniony jest od potrzeb klienta, a co za tym idzie specyfikacji badanego materiału. Im element jest mniejszy, cieńszy i lżejszy to obciążenie powinno być odpowiednio niższe. Natomiast przymierzając się do kupna twardościomierza powinniśmy zwrócić uwagę jego na precyzję i powtarzalność przy dokonywaniu pomiaru oraz możliwość serwisu w Polsce. Ważna jest także prostota użytkowania oraz możliwość wykonywania pomiarów na próbkach (detalach) o różnych kształtach.

(Isotek)