Script: /index.php?ID=531
Query: INSERT INTO counter_05 VALUES(0,'2077082','2017-08-18','23.20.103.97','s9t9fi6rh26dsueamub7at1r44')
Error number: 1062
Error description: Duplicate entry '943181' for key 'PRIMARY'
Skúšky tvrdosti
HomePrint version English version

Skúšky tvrdosti


Metódy merania tvrdosti

Tvrdosť je mechanická vlastnosť materiálu vyjadrená odporom proti deformácií povrchu vyvolanej pôsobením geometricky určeného, definovaného telesa. Tvrdosť nie je definovaná ako fyzikálna veličina, jej hodnota závisí od komplexných vlastností povrchu skúšaného materiálu a od skúšobných podmienok, pri ktorých sa tvrdosť zisťujeme.
Metódy na zisťovanie tvrdosti rozdeľujeme na vrypové, odrazové a vnikacie. Podľa spôsobu pôsobenia zaťažujúcej sily ich delíme na statické a dynamické. Ak pri skúške tvrdosti sa vytvára v skúšanom materiáli vtlačok o veľkosti rádovo niekoľko desatín milimetra až niekoľkých milimetrov hovoríme o makrotvrdosti. Ak meriame tvrdosť jednotlivých štruktúrnych zložiek, veľmi malých povrchov skúšaného materiálu, hovoríme o mikrotvrdosti.
Najväčšie praktické uplatnenie majú statické vnikacie metódy merania tvrdosti. Vnikacie teliesko, indentor má presne stanovený tvar a veľkosť. Je z dostatočne tvrdého materiálu. Skúška sa vykonáva na zariadeniach tvrdomeroch, ktoré umožňujú zatlačiť vnikacie teliesko, indentor do testovanej vzorky presne definovanou zaťažujúcou silou. Tvrdosť sa určuje z veľkosti deformácie povrchu vzorky.

Brinellova skúška tvrdosti

Na Slovensku sa Brinellova skúška tvrdosti vykonáva podľa národnej normy STN EN ISO 6506-1, so záväznou platnosťou od septembra 1999. Princíp skúšky je založený na vtláčaní guľôčky z tvrdokovu s priemerom D do povrchu skúšaného materiálu skúšobnou zaťažujúcou silou F. Brinellova tvrdosť je definovaná ako podiel zaťažujúcej sily F k povrchu vtlačku S a označuje sa HBW.

Brinell 1

Princíp merania Brinellovej tvrdosti s geometrickými údajmi na výpočet povrchu vtlačku S

Stanovenie tvrdosti podľa Brinella:
Brinell 2
kde:
K je konštanta, Brinell 3, kde gn je gravitačné zrýchlenie,
D - priemer guľôčky – indentora,
d - aritmetický priemer vtlačku  Brinell 4

Symbol HBW sa uvádza za hodnotou tvrdosti a je doplnený indexom, ktorý určuje podmienky skúšky v nasledujúcom poradí
1. priemer guľôčky z tvrdokovu – indentora D [mm],
2. index skúšobného zaťaženia,
3. čas pôsobenia skúšobného zaťaženia v sekundách, ak je iný ako čas od 10 do 15 s.

Príklad: 350 HBW 10/3000/20, 350 stupňov Brinellovej tvrdosti, stanovené guľôčkou s priemerom 10 mm, so zaťažením 29 420 N, čas pôsobenia zaťaženia je 20 sekúnd.

Voľba priemeru guľôčky – indentora a veľkosti zaťažujúcej sily závisí od druhu skúšaného materiálu.

Skúška tvrdosti podľa Vickersa

Na Slovensku sa skúška tvrdosti podľa Vickersa realizuje podľa národnej normy STN EN ISO 6507-1, so záväznou platnosťou od novembra 1997. Podstata skúšky spočíva vo vtláčaní diamantového pravidelného štvorbokého ihlana s vrcholovým uhlom stien 136° do skúšaného materiálu. Zaťažujúca sila pôsobí v kolmom smere na povrch skúšobného telesa. Tvrdosť podľa Vickersa sa označuje HV a je definovaná podiel zaťažujúcej sily F k povrchu vtlačku S.

Vickers 1
 
Princíp merania tvrdosti podľa Vickersa, s geometrickými údajmi na výpočet povrchu vtlačku S

Stanovenie tvrdosti podľa Vickersa:
Vickers 2
kde:
K je konštanta, Brinell 3, kde gn je gravitačné zrýchlenie,
d - aritmetický priemer uhlopriečok vtlačku d1 a d2 , Brinell 4

Symbol HV sa uvádza za hodnotou tvrdosti a v ďalšom poradí sa zapíše: číslo predstavujúce skúšobné zaťaženie a čas pôsobenia zaťaženie v sekundách, ak je iný ako 10 až 15 sekúnd.
 
Príklad: 680 HV 30/20, tvrdosť podľa Vickersa 680 stanovená zaťažením 294,2 N pôsobiacim v čase 20 sekúnd.

Skúška tvrdosti podľa Rockwella

Skúška sa vykonáva podľa normy STN EN ISO 6508-1, s platnosťou od októbra 1999. Skúšobná metóda je určená pre stupnice A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T. V praxi sa najčastejšie využívajú stupnice A, B, C. Patrí ku vnikacím skúškam. Od skúšok tvrdosti podľa Brinella a Vickersa sa líši tým, že tvrdosť je definovaná ako hĺbka trvalého vtlačku. Pri skúške A a C je vnikacie teleso diamantový kužeľ s vrchovým uhlom α = 120o, pri skúške B guľôčka s priemerom d = 1,5875 mm.

Rockwell 1
 
Princíp merania Rockwellovej tvrdosti

1. Hĺbka vtlačku spôsobená predbežným zaťažením F0.
2. Hĺbka vtlačku spôsobená celkovým zaťažením - súčtom predbežného a prídavného zaťaženia F = F0 + F.
3. Pružná, elastická časť hĺbky vtlačku spôsobená celkovým zaťažením.
4. Trvalá, plastická hĺbka vtlačku h po skončení pôsobenia prídavného zaťaženia.
5. Základná rovina merania, vzdialená od povrchu o hĺbku vtačku od predbežného zaťaženia.
F0 – Predbežné zaťaženie [N]
F1 – Prídavné zaťaženie [N]
F - Celkové zaťaženie, F = F0 + F1 [N]

Tvrdosť podľa Rockwella sa označujeme podľa nasledujúceho príkladu: 65 HRC čítame ako 65 stupňov tvrdosti podľa Rockwella na stupnici C. Podobne 95 HRB je tvrdosť podľa Rockwella meraná na stupnici B. Jeden stupeň Rockwellovej tvrdosti = jeden dielik na stupnici s veľkosťou S = 0,002 mm. Tvrdosť preto vyjadríme pre stupnice A a C: Rockwell 2, Rockwell 3. Pre stupnicu B: Rockwell 4. Čím je skúšaný materiál tvrdší, tým je menšia trvalá hĺbka vtlačku h.

Vzorky, skúšobné telesá musia mať hladký a rovný povrch, ktorý musí byť odmastený. Ak má povrch vzorky tvar valca, pripočítavame k hodnote tvrdosti korekčné hodnoty uvedené v norme.

linky svet
   linky Európa   linky Slovensko


Autor: Iždinská Z., Strojnícka fakulta STU, Katedra materiálov a technológií