WARTO WIEDZIEĆ

• Metoda Rockwella

Określona w ASTM E-18. Jest najczęściej stosowaną metodą badania twardości – łatwiejszą w wykonaniu i dokładniejszą niż wiele innych. Stosuje się ją do wszystkich metali, z wyjątkiem sytuacji, gdy struktura materiału lub stan powierzchni wprowadza zbyt duże odchylenia, odciski są zbyt duże, lub rozmiar/kształt próbki uniemożliwia jej zastosowanie.

Metoda polega na pomiarze trwałej głębokości odcisku wywołanego przez obciążenie na wgłębnik. Najpierw przykłada się wstępne obciążenie (tzw. minor load), które ustala punkt odniesienia i eliminuje wpływ wykończenia powierzchni. Następnie przykładane jest obciążenie główne (major load), które utrzymywane jest przez określony czas (czas obciążenia). Po jego zwolnieniu mierzona jest różnica pomiędzy pozycją odniesienia a końcową głębokością odcisku. Ta wartość przeliczana jest na liczbę twardości Rockwella.

• Metoda Brinella

Określona w ASTM E-10. Najczęściej stosowana do badania materiałów o bardzo grubej strukturze lub zbyt chropowatej powierzchni, np. odlewów i odkuwek. Stosuje się duże obciążenia (do 3000 kgf) i kulisty wgłębnik o średnicy 10 mm, dzięki czemu odcisk uśrednia nierówności powierzchni i podpowierzchni.

Wynik uzyskuje się poprzez pomiar średnicy odcisku w dwóch prostopadłych kierunkach i uśrednienie ich, a następnie przeliczenie wyniku na liczbę twardości Brinella przy użyciu wzoru lub tabeli.

• Metoda Vickersa

Znana także jako metoda mikrotwardości. Określona w ASTM E-384. Stosuje się lekkie obciążenia i wgłębnik w kształcie diamentowej piramidy o kwadratowej podstawie. Pomiar odbywa się optycznie – poprzez pomiar długości przekątnych odcisku.

Metoda ta nadaje się do badania bardzo cienkich elementów (np. folii), małych części, mikroskopijnych struktur czy do pomiaru głębokości warstwy utwardzonej. Obciążenia wahają się od kilku gramów do kilkudziesięciu kilogramów.

• Metoda Knoopa

Również metoda mikrotwardości (ASTM E-384). Stosuje się wydłużony wgłębnik diamentowy w kształcie piramidy prostokątnej. W przeciwieństwie do Vickersa mierzy się tylko dłuższą przekątną odcisku.

Metoda ta jest szczególnie przydatna przy badaniu bardzo cienkich materiałów, małych części i obszarów blisko krawędzi. Odcisk jest płytszy niż w metodzie Vickersa, dzięki czemu można badać bardzo cienkie próbki.

• Głębokość warstwy utwardzonej (Case Depth)

Jest to grubość stwardniałej warstwy na próbce. Utwardzanie powierzchniowe zwiększa odporność na zużycie i wytrzymałość zmęczeniową elementów poddawanych naprężeniom dynamicznym i cieplnym.

Badanie polega na wykonaniu serii odcisków od powierzchni do wnętrza próbki. Następnie rysuje się wykres progresji twardości, a odległość od powierzchni do granicy twardości (HL) stanowi miarę głębokości utwardzenia.

Dlaczego to ważne?

Badania twardości to jeden z najczęściej stosowanych testów materiałowych. Są szybkie, względnie proste i dają inżynierom bezcenne informacje: jak materiał będzie zachowywał się w eksploatacji, czy spełnia normy jakościowe, czy procesy obróbki cieplnej przyniosły oczekiwany efekt.

Od wielkich odlewów po mikroskopijne powłoki – dzięki różnym metodom badań można dostosować pomiar do każdego przypadku. A wszystko po to, by elementy maszyn, pojazdów czy narzędzi były trwalsze, bezpieczniejsze i bardziej niezawodne.