методы измерения, шкалы HB, HRC, HV
Машиностроительные детали и механизмы, а также инструменты, предназначенные для их обработки, обладают набором механических характеристик. Немалую роль среди характеристик играет твердость. Твердость металлов наглядно показывает:
- износостойкость металла;
- возможность обработки резанием, шлифованием;
- сопротивляемость местному давлению;
- способность резать другой материал и прочие.
На практике доказано, что большинство механических свойств металлов напрямую зависят от их твердости.
Понятие твердости
Твердость материала – это стойкость к разрушению при внедрении во внешний слой более твердого материала. Другими словами, способность к сопротивлению деформирующим усилиям (упругой или пластической деформации).
Определение твердости металлов производится посредством внедрения в образец твердого тела, именуемого индентором. Роль индентора выполняет: металлически шарик высокой твердости; алмазный конус или пирамида.
После воздействия индентора на поверхности испытуемого образца или детали остается отпечаток, по размеру которого определяется твердость. На практике используются кинематические, динамические, статические способы измерения твердости.
В основе кинематического метода лежит составление диаграммы на основе постоянно регистрирующихся показаний, которые изменяются по мере вдавливания инструмента в образец. Здесь прослеживается кинематика всего процесса, а не только конечного результата.
Динамический метод заключается в следующем. Измерительный инструмент воздействует на деталь. Обратная реакция позволяет рассчитать затраченную кинетическую энергию. Данный метод позволяет проводить испытание на твердость не только поверхности, но и некоторого объема металла.
Статические методы – это неразрушающие способы, позволяющие определить свойства металлов. Методы основаны на плавном вдавливании и последующей выдержке в течение некоторого времени. Параметры регламентируются методиками и стандартами.
Прилагаемая нагрузка может прилагаться:
- вдавливанием;
- царапанием;
- резанием;
- отскоком.
Машиностроительные предприятия на данный момент для определения твердости материалов используют методы Бринелля, Роквелла, Виккерса, а также метод микротвердости.
На основе проводимых испытаний составляется таблица, в которой указываются материалы, прилагаемые нагрузки и полученные результаты.
Единицы измерения твердости
Каждый способов измерения сопротивления металла к пластической деформации имеет свою методику его проведения, а также единицы измерения.
Измерение твердости мягких металлов производится методом Бринелля. Данному способу подвергаются цветные металлы (медь, алюминий, магний, свинец, олово) и сплавы на их основе, чугуны (за исключением белого) и отожженные стали.
Твердость по Бринеллю определяется вдавливанием закаленного, отполированного шарика из шарикоподшипниковой стали ШХ15. Окружность шарика зависит от испытуемого материала. Для твердых материалов – все виды сталей и чугунов – 10 мм, для более мягких – 1 – 2 — 2,5 — 5 мм. Необходимая нагрузка, прилагаемая к шарику:
- сплавы железа – 30 кгс/мм2;
- медь и никель – 10 кгс/мм2;
- алюминий и магний – 5 кгс/мм2.
Единица измерения твердости – это числовое значение и следующий за ними числовой индекс HB. Например, 200 НВ.
Твердость по Роквеллу определяется посредством разницы приложенных нагрузок к детали. Вначале прикладывается предварительная нагрузка, а затем общая, при которой происходит внедрение индентора в образец и выдержка.
В испытуемый образец внедряется пирамида (конус) из алмаза или шарик из карбида вольфрама (каленой стали). После снятия нагрузки производится замер глубины отпечатка.
Единица измерения твердости – это условные единицы. Принято считать, что единица — это величина осевого перемещения конуса, равная 2 мкм. Обозначение твердости маркируется тремя буквами HR (А, В, С) и числовым значением. Третья буква в маркировке обозначает шкалу.
Методика отображает тип индентора и прилагаемую к нему нагрузку.
Тип шкалы | Инструмент | Прилагаемая нагрузка, кгс |
А | Конус из алмаза, угол вершины которого 120° | 50-60 |
В | Шарик 1/16 дюйма | 90-100 |
С | Конус из алмаза, угол вершины которого 120° | 140-150 |
В основном, используются шкалы измерения А и С. Например, твердость стали HRC 26…32, HRB 25…29, HRA 70…75.
Измерению твердости по Виккерсу подвергаются изделия небольшой толщины или детали, имеющие тонкий, твердый поверхностный слой. В качестве клинка используется правильная четырехгранная пирамида угол при вершине, которой составляет 136°. Отображение значений твердости выглядит следующим образом: 220 HV.
Измерение твердости по методу Шора производится путем замера высоты отскока упавшего бойка. Обозначается цифрами и буквами, например, 90 HSD.
К определению микротвердости прибегают, когда необходимо получить значения мелких деталей, тонкого покрытия или отдельной структуры сплава. Измерение производят путем измерения отпечатка наконечника определенной формы. Обозначение значения выглядит следующим образом:
Н□ 0,195 = 2800, где
□ — форма наконечника;
0,196 — нагрузка на наконечник, Н;
2800 – численное значение твердости, Н/мм2.
Твердость основных металлов и сплавов
Измерение значения твердости проводится на готовых деталях, отправляющихся на сборку. Контроль производится на соответствие чертежу и технологическому процессу. На все основные материалы уже составлены таблицы значений твердости как в исходном состоянии, так и после термической обработки.
Цветные металлы
Твердость меди по Бринеллю составляет 35 НВ, значения латуни равны 42-60 НВ единиц в зависимости от ее марки. У алюминия твердость находится в диапазоне 15-20 НВ, а у дюралюминия уже 70НВ.
Черные металлы
Твердость по Роквеллу чугуна СЧ20 HRC 22, что соответствует 220 НВ. Сталь: инструментальная – 640-700 НВ, нержавеющая – 250НВ.
Для перевода из одной системы измерения в другую пользуются таблицами. Значения в них не являются истинными, потому что выведены империческим путем. Не полный объем представлен в таблице.
HB | HV | HRC | HRA | HSD |
228 | 240 | 20 | 60.7 | 36 |
260 | 275 | 24 | 62.5 | 40 |
280 | 295 | 29 | 65 | 44 |
320 | 340 | 34. 5 | 67.5 | 49 |
360 | 380 | 39 | 70 | 54 |
415 | 440 | 44.5 | 73 | 61 |
450 | 480 | 47 | 74.5 | 64 |
480 | 520 | 50 | 76 | 68 |
500 | 540 | 52 | 77 | 73 |
535 | 580 | 54 | 78 | 78 |
Значения твердости, даже если они производятся одним и тем же методом, зависят от прилагаемой нагрузки. Чем меньше нагрузка, тем выше показания.
Методы измерения твердости
Все методы определения твердости металлов используют механическое воздействие на испытуемый образец – вдавливание индентора. Но при этом не происходит разрушение образца.
Метод определения твердости по Бринеллю был первым, стандартизованным в материаловедении. Принцип испытания образцов описан выше. На него действует ГОСТ 9012. Но можно вычислить значение по формуле, если точно измерить отпечаток на образце:
HB=2P/(πD*√(D2-d2),
- где
Р – прикладываемая нагрузка, кгс; - D – окружность шарика, мм;
- d – окружность отпечатка, мм.
Шарик подбирается относительно толщины образца. Нагрузку высчитывают предварительно из принятых норм для соответствующих материалов:
сплавы из железа — 30D2;
медь и ее сплавы — 10D2;
баббиты, свинцовые бронзы — 2,5D2.
Условное изображение принципа испытания
Скачать ГОСТ 9012-59
Схематически метод исследования по Роквеллу изображается следующим образом согласно ГОСТ 9013.
Метод измерения твердости по Роквеллу
Итоговая приложенная нагрузка равна сумме первоначальной и необходимой для испытания. Индикатор прибора показывает разницу глубины проникновения между первоначальной нагрузкой и испытуемой h –h0.
Скачать ГОСТ 9013-59
Метод Виккерса регламентирован ГОСТом 2999. Схематически он изображается следующим образом.
Метод Виккерса
Математическая формула для расчета:
HV=0.189*P/d2 МПа
HV=1,854*P/d2 кгс/мм2
Прикладываемая нагрузка варьируется от 9,8 Н (1 кгс) до 980 Н (100 кгс). Значения определяются по таблицам относительно измеренного отпечатка d.
Метод Шора
Метод считается эмпирическим и имеет большой разброс показаний. Но прибор имеет простую конструкцию и его можно использовать при измерении крупногабаритных и криволинейных деталей.
Измерить твердость по Моосу металлов и сплавов можно царапанием. Моос в свое время предложил делать царапины более твердым минералом по поверхности предмета. Он разложил известные минералы по твердости на 10 позиций. Первую занимает тальк, а последнюю алмаз.
После измерения по одной методике перевод в другую систему весьма условен. Четкие значения существуют только в соотношении твердости по Бринеллю и Роквеллу, так как машиностроительные предприятия их широко применяют. Зависимость можно проследить при изменении диаметра шарика.
d, мм | HB | HRA | HRC | HRB |
2,3 | 712 | 85,1 | 66,4 | — |
2,5 | 601 | 81,1 | 59,3 | — |
3,0 | 415 | 72,6 | 43,8 | — |
3,5 | 302 | 66,7 | 32,5 | — |
4,0 | 229 | 61,8 | 22 | 98,2 |
5,0 | 143 | — | — | 77,4 |
5,2 | 131 | — | — | 72,4 |
Как видно из таблицы, увеличение диаметра шарика значительно снижает показания прибора. Поэтому на машиностроительных предприятиях предпочитают пользоваться измерительными приборами с однотипным размером индентора.
Измерение твердости по Роквеллу HRC: методика, единицы измерения
Металлы обладают достаточно большим количеством физико-механических свойств, которые следует учитывать при их использовании для изготовления различных изделий. Твердость – способность одного материала препятствовать проникновению в него другого, более твердого. Для измерения этого показателя были разработаны самые различные методики тестирования. Часто проводится измерение твердости по Роквеллу (HRC). Этот метод имеет довольно большое количество особенностей, о которых далее поговорим подробнее.
Измерение твердости по РоквеллуМетодика измерения
Метод определения твердости металла по Роквеллу применяется в случае, когда нужно протестировать заготовку небольшой толщины. Кроме этого, подобным образом проверяется твердость поверхностного слоя изделия, к примеру, прошедшего закалку или процесс цементирования.
Проводится определение твердости металлов методом Роквелла следующим образом:
- Метод основан на вдавливании более твердого объекта в испытуемый. Для этого используется специальный алмазный наконечник, который имеет форму правильной пирамиды.
- Нагрузка прикладывается к наконечнику на протяжении определенного времени. При этом время выдержки и величина нагрузки могут существенно различаться. Согласно установленным стандартам в ГОСТ 9013-59, нагрузка может быть от 1 до 100 кгс. При этом уточняются конкретные значения из этого промежутка.
- Полученные отпечатки алмазного конуса измеряются. Наиболее важными показателями в этом случае можно назвать размер диагоналей оставшегося отпечатка.
Принцип измерения твердости по Роквеллу
Полученные данные сверяются с табличными значениями, в которых учитывается величина приложенной силы и время выдержки. Рассматриваемая методика позволяет получить показатель твердости в своих условных единицах.
Процесс измерения можно разделить на несколько этапов:
- Определяется тип шкалы.
- Устанавливается подходящий индикатор. Важно выбрать индикатор, который будет соответствовать типу установленной шкалы.
- Проводится два пробных теста, которые необходимы для корректирования работы применяемого оборудования.
- Прикладывается предварительная нагрузка, равная 10 кгс.
- Прикладывается основная нагрузка и выдерживается определенный период, который позволяет получить максимальное значение.
- Убирается нагрузка и считывается полученный результат.
Скачать ГОСТ 9013-59
Современное оборудование позволяет существенно упростить процесс и повысить точность получаемых результатов в ходе проводимых измерений.
Шкалы твердости
Мера твердости по Роквеллу обозначается HRC. За время проведения тестирования различных металлов было разработано 11 шкал, которые отличаются по соотношению геометрических размеров наконечника и прилагаемой нагрузки. Стоит учитывать, что сегодня в качестве вдавливаемого тела сегодня используются не только алмазные наконечники. Распространение получили:
- сферы, изготавливаемые из закаленной стали;
- шарики из сплава карбида и вольфрама.
Обозначение проводится с использованием заглавных букв латинского алфавита.
Шкалы для определения твердости по Роквеллу
Прочему так важно учитывать тип применяемой шкалы? Причин довольно много:
- От нее зависит вид вдавливаемого индикатора. При этом есть определенная связь между геометрической формой и размерами индикатора и получаемыми данными.
- У каждого типа вдавливаемого объекта есть свое ограничение по показателю максимальной нагрузки.
Получаемые результаты важны при изготовлении подшипников и прочих ответственных элементов, используемых при создании автомобилей или авиатехники. Размерность твердости, определяемой по Роквеллу, учитывается и при выборе изделий из закаленной стали.
Оборудование для проведения измерения
На момент разработки рассматриваемой методики измерения твердости специального оборудования не было. После того, как в машиностроительной и других областях промышленности установили важность этой физико-механической характеристики, было разработано специальное оборудование, которое основано также на вдавливании шарика или конуса в тестируемый объект. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать величину прилагаемой силы и времени выдержки. Твердомером измеряется твердость, как правило, небольших объектов, являющимися образцами получаемой заготовки. Это связано с весьма компактными размерами большинства моделей рассматриваемых устройств.
Твердомер Роквелла
К особенностям применяемого оборудования можно отнести нижеприведенные моменты:
- Испытуемый образец, как правило, располагается на столике.
- Алмазный наконечник опускается с помощью грузового рычага.
- Важным моментом является то, что наконечник опускается плавно. Это достигается при применении рукоятки с масленым амортизатором.
- Время выдержки применимой нагрузки зависит от размеров испытуемого образца. Как правило, показатель составляет 3-6 секунд. Сила воздействия определяется также величиной заготовки.
- Важные параметры вводятся при помощи специального пульта программирования. За счет того, что контроль прилагаемой силы и время выдержки проводит оборудование, точность получаемых результатов довольно высока.
Рассматриваемое оборудование производится достаточно большим количеством различных компаний. При этом стоимость предложения может колебаться в достаточно большом диапазоне.
Преимущества и недостатки метода
Каждый метод вычисления твердости поверхности обладает своими определенными достоинствами и недостатками. Принято считать, что испытание на твердость по Роквеллу и Бринеллю являются основными, так как позволяют получить наиболее точный результат.
К достоинствам метода измерения твердости по Роквеллу HRC можно отнести нижеприведенные моменты:
- Технология определяет возможность тестирования поверхностей с повышенной твердостью.
- При тестировании поверхность повреждается несущественно, что позволяет исследовать уже готовые изделия.
- Существенно упрощается процесс расчетов показателя твердости, так как нет необходимости в замере диаметра получаемого отпечатка после снятия прилагаемой нагрузки.
- На проведение измерений по Роквеллу уходит всего несколько секунд.
Однако есть и несколько существенных недостатков, которые также нужно учитывать:
- В сравнении с методом по Бринеллю, получаемый результат не так точен.
- Для повышения точности проводимых измерений следует тщательно подготовить поверхность.
Несмотря на то, что получаемые результаты могут иметь достаточно высокую погрешность, этот метод получил широкое распространение в машиностроительной и других отраслях промышленности, так как на тестирование уходит мало времени.
Показатель твердости зависит от достаточно большого количества моментов, к примеру, химического состава. Кроме этого, металлы могут улучшаться закалкой и другими видами термической обработки. Сегодня можно встретить довольно много методической литературы с таблицами, в которых указывается твердость для распространенных материалов. Принимаются эти значения зачастую при выполнении расчетов или проектировании.
Твердость некоторых материалов, получаемая при проведении тестов по Роквеллу, сравнивается с соответствующим показателем алмаза. Этот материал считается одним из самых твердых. Поэтому твердость алмаза по Роквеллу составляет 100 HRC. Аналогичные показатели стекла и вольфрама будут существенно ниже.
На точность проводимых измерений может оказывать влияние:
- Толщина испытуемого образца. Согласно принятым нормам при проникновении алмазного наконечника на 0,2 мм толщина испытуемого образца должна быть не меньше 2 см. В противном случае, полученные данные будут считаться искаженными.
- Если один образец применяется для проведения нескольких тестов, то расстояние между отпечатками должно быть не менее трех их диаметров. Соблюдение этого правила также позволяет получить более точные результаты.
- Результаты на циферблате могут отличаться в зависимости от положения исследователя. Повторные тестирования должны проводиться с одной точки обзора, иначе полученные результаты могут отличаться.
В заключение отметим, что сегодня подобные исследования проводятся все реже. Это связано с тем, что при изготовлении заготовок достигают высокой точности химического состава и физико-механических свойств. Поэтому каждой марке металла соответствует определенный показатель твердости по Роквеллу. Измерения зачастую проводятся после выполнения химико-термической обработки, когда от соблюдения применяемой технологии зависит конечный результат.
Механические методы определения твердости. | Блог ТС «Профиль»
Твердость материала – это способность оказывать сопротивление механическому проникновению в его поверхностный слой другого твердого материала. Она определяется величиной нагрузки необходимой для начала разрушения материала. Твердость делится на относительную и абсолютную. Относительная твердость – это твердость одного материала по отношению к другому. Абсолютная твердость определяется с помощью методов вдавливания.
Твёрдость зависит от множества факторов. Среди них: межатомные расстояния вещества, валентность, природа химической связи, хрупкости и ковкости материала, гибкости, упругости, вязкости и других качеств.
Наиболее твёрдыми из существующих на сегодняшний день материалов являются две аллотропные модификации углерода — лонсдейлит, который твёрже алмаза в полтора раза и фуллерит с превышением твёрдости алмаза в два раза.
Для измерения твёрдости существует несколько шкал (методов измерения). Для разных материалов они будут разными. Для измерения твердости металлов применяются методы:
Метод Бринелля — твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка. Единицами измерения являются кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твёрдость, англ.), B — Бринелль. Это один из самых старых методов, применявшийся еще в XIX веке.
Метод Роквелла — твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, обозначается HR, где H – hardness, а R — Rockwell. Твёрдость вычисляется по формуле HR = 100 − kd, где d — глубина вдавливания наконечника после снятия основной нагрузки, а k — коэффициент.
Таким образом, максимальная твёрдость по Роквеллу соответствует HR 100. 3-й буквой в обозначении идёт наименование типа шкалы, напр. HRA, HRB, HRC и т.д. Для ножей твердость определяется по шкале HRC, которая фактически заканчивается на 70 единицах, так как большая твердость ножа не позволяет им полноценно пользоваться из-за снижения ударной вязкости, повышения хрупкости и т.д. Эта система была самой распространенной в XX веке.
Твердость по методу Роквелла можно измерять:
1) Алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Твердость измеряется по шкале С и обозначается HRC (например, 62 HRC). Метод позволяет определять твердость закаленной и отпущенной сталей, материалов средней твердости, поверхностных слоев толщиной более 0,5 мм;
3) Стальным шариком с общей нагрузкой 100 кгс. Твердость обозначается HRB и измеряется по шкале B. Так определяют твердость мягкой (отожженной) стали и цветных сплавов.
При измерении твердости на приборе Роквелла необходимо, чтобы на поверхности образца не было окалины, трещин, выбоин и др. Необходимо контролировать перпендикулярность приложения нагрузки к поверхности образца и устойчивость его положения на столике прибора. Расстояние отпечатка должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при вдавливании шарика. Твердость измеряется не менее 3 раз на одном образце, затем выводится среднее значение. Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.
Метод Виккерса — самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.). При испытании твердости по методу Виккерса, в поверхность материала вдавливается алмазная четырехгранная пирамида с углом. После снятия нагрузки вдавливания измеряется диагональ отпечатка. Число твердости по Виккерсу обозначается символом HV с указанием нагрузки P и времени выдержки под нагрузкой, причем размерность числа твердости (кгс/мм2) не ставится. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой для сталей 10 – 15 с, а для цветных металлов – 30 с. Преимущества метода Виккерса по сравнению с методом Бринелля заключается в том, что методом Виккерса можно испытывать материалы более высокой твердости из-за применения алмазной пирамиды.
Твёрдость по Шору (Метод вдавливания) — твёрдость определяется по глубине проникновения в материал специальной закаленной стальной иглы (индентора) под действием калиброванной пружины. В данном методе измерения используется прибор — дюрометр. Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульных материалов (полимеров). Метод Шора, предполагает 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты A (для мягких материалов) или D (для более твердых). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается буквой используемой шкалы, записываемой после числа с указанием метода. В качестве примера, можно привести резину в покрышке колеса легкового автомобиля, которая имеет твердость примерно 70A, а школьный ластик — примерно 50A.
Твёрдость по Шору (Метод отскока) — метод определения твёрдости очень твёрдых материалов, преимущественно металлов, по высоте, на которую после удара отскакивает специальный боёк, падающий с определённой высоты. Твердость по этому методу Шора оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка. Обозначается HSx, где H — Hardness, S — Shore и x — латинская буква, обозначающая тип использованной при измерении шкалы.
Метод Либу (твердомеры)
Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности.
Метод Аскер — твёрдость определяется по глубине введения стальной полусферы под действием пружины. Используется для мягких резин. По принципу измерения соответствует методу Шора, но отличается формой поверхности щупа. Аскер использует полусферу диаметром 2.54 мм.
Метод Кузнецова — Герберта — Ребиндера — твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл.
Метод Польди (двойного отпечатка шарика) — твердость оценивается в сравнении с твердостью эталона, испытание производится путем ударного вдавливания стального шарика одновременно и в образец, и в эталон.
Твёрдость минералов.
Шкала твёрдости минералов Мооса (склерометры царапающие) – метод определения твёрдости минералов путём царапания одного минерала другим, для сравнительной диагностики твёрдости минералов между собой по системе мягче-твёрже. Испытываемый минерал либо не царапается другим минералом (эталоном Мооса или склерометром) и тогда его твёрдость по Моосу выше, либо царапается — и тогда его твёрдость по Моосу ниже. Шкала Мооса — опредедяет, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый материал, и какой материал из десяти стандартных минералов царапается тестируемым материалом.
Твердость HRC. Число твердости инструментов и крепежа.
Выбирая инструмент для работы, мы сталкиваемся с такой его характеристикой как твердость, которая характеризует его качество. Чем выше этот показатель, тем выше его способность сопротивляться пластической деформации и износу при воздействии на обрабатываемый материал. Именно этот показатель определяет, согнется ли зуб пилы при распиловке заготовок, или какую проволоку смогут перекусить кусачки.
Метод Роквелла
Среди всех существующих методов определения твердости сталей и цветных металлов самым распространенным и наиболее точным является метод Роквелла.
Метод Роквелла — определение твердости металла
Проведение измерений и определение числа твердости по Роквеллу регламентируется соответствующими документами ГОСТа 9013-59. Этот метод реализуется путем вдавливания в тестируемый материал инденторов – алмазного конуса или твердосплавного шарика. Алмазные инденторы используются для тестирования закаленных сталей и твердых сплавов, а твердосплавные шарики – для менее твердых и относительно мягких металлов. Измерения проводят на механических или электронных твердомерах.
Методом Роквелла предусматривается возможность применения целого ряда шкал твердости A, B, C, D, E, F, G, H (всего – 54), каждая из которых обеспечивает наибольшую точность только в своем, относительно узком диапазоне измерений.
Для измерения высоких значений твердости алмазным конусом чаще всего используются шкалы «А», «С». По ним тестируют образцы из закаленных инструментальных сталей и других твердых стальных сплавов. А сравнительно более мягкие материалы, такие как алюминий, медь, латунь, отожженные стали испытываются шариковыми инденторами по шкале «В».
Пример обозначения твердости по Роквеллу: 58 HRC или 42 HRB.
Впереди стоящие цифры обозначают число или условную единицу измерения. Две буквы после них – символ твердости по Роквеллу, третья буква – шкала, по которой проводились испытания.
(!) Два одинаковых значения от разных шкал – это не одно и то же, например, 58 HRC ≠ 58 HRA. Сопоставлять числовые значения по Роквеллу можно только в том случае, если они относятся к одной шкале.
Диапазоны шкал Роквелла по ГОСТ 8.064-94:
A | 70-93 HR |
B | 25-100 HR |
C | 20-67 HR |
Слесарный инструмент
Инструменты для ручной обработки металлов (рубка, резка, опиливание, клеймение, пробивка, разметка) изготавливают из углеродистых и легированных инструментальных сталей. Их рабочие части подвергают закаливанию до определенной твердости, которая должна находиться в пределах:
Ножовочные полотна, напильники | 58 – 64 HRC |
Зубила, крейцмессели, бородки, кернеры, чертилки | 54 – 60 HRC |
Молотки (боек, носок) | 50 – 57 HRC |
Монтажный инструмент
Сюда относятся различные гаечные ключи, отвертки, шарнирно-губцевый инструмент. Норму твердости для их рабочих частей устанавливают действующие стандарты. Это очень важный показатель, от которого зависит, насколько инструмент износостоек и способен сопротивляться смятию. Достаточные значения для некоторых инструментов приведены ниже:
Гаечные ключи с размером зева до 36 мм | 45,5 – 51,5 HRC |
Гаечные ключи с размером зева от 36 мм | 40,5 – 46,5 HRC |
Отвертки крестовые, шлицевые | 47 – 52 HRC |
Плоскогубцы, пассатижи, утконосы | 44 – 50 HRC |
Кусачки, бокорезы, ножницы по металлу | 56 – 61 HRC |
Металлорежущий инструмент
В эту категорию входит расходная оснастка для обработки металла резанием, используемая на станках или с ручными инструментами. Для ее изготовления используются быстрорежущие стали или твердые сплавы, которые сохраняют твердость в холодном и перегретом состоянии.
Метчики, плашки | 61 – 64 HRC |
Зенкеры, зенковки, цековки | 61 – 65 HRC |
Сверла по металлу | 63 – 69 HRC |
Сверла с покрытием нитрид-титана | до 80 HRC |
Фрезы из HSS | 62 – 66 HRC |
Примечание: Некоторые производители фрез указывают в маркировке твердость не самой фрезы, а материала, который она может обрабатывать.
Крепежные изделия
Существует взаимосвязь между классом прочности крепежа и его твердостью. Для высокопрочных болтов, винтов, гаек эта взаимосвязь отражена в таблице:
Болты и винты | Гайки | Шайбы | ||||||||||||||
Классы прочности |
8.8 |
10.9 | 12.9 |
8 |
10 |
12 |
Ст. | Зак.ст. | ||||||||
d<16 мм | d>16 мм | d<16 мм | d>16 мм | |||||||||||||
Твердость по Роквеллу, HRC | min | 23 | 23 | 32 | 39 | 11 | 19 | 26 | 29. 2 | 20.3 | 28.5 | |||||
max | 34 | 34 | 39 | 44 | 30 | 36 | 36 | 36 | 23.1 | 40.8 |
Если для болтов и гаек главной механической характеристикой является класс прочности, то для таких крепежных изделий как стопорные гайки, шайбы, установочные винты, твердость не менее важна.
Стандартами установлены следующие минимальные / максимальные значения по Роквеллу:
Стопорные кольца до Ø 38 мм | 47 – 52 HRC |
Стопорные кольца Ø 38 -200 мм | 44 – 49 HRC |
Стопорные кольца от Ø 200 мм | 41 – 46 HRC |
Стопорные зубчатые шайбы | 43. 5 – 47.5 HRB |
Шайбы пружинные стальные (гровер) | 41.5 – 51 HRC |
Шайбы пружинные бронзовые (гровер) | 90 HRB |
Установочные винты класса прочности 14Н и 22Н | 75 – 105 HRB |
Установочные винты класса прочности 33Н и 45Н | 33 – 53 HRC |
Относительное измерение твердости при помощи напильников
Стоимость стационарных и портативных твердомеров довольно высока, поэтому их приобретение оправдано только необходимостью частой эксплуатации. Многие мастеровые по мере надобности практикуют измерять твердость металлов и сплавов относительно, при помощи подручных средств.
Измерение твердости при помощи напильников
Опиливание образца напильником – один из самых доступных, однако далеко не самый объективный способ проверки твердости стальных деталей, инструмента, оснастки. Напильник должен иметь не затупленную двойную насечку средней величины №3 или №4. Сопротивление опиливанию и сопровождающий его скрежет позволяет даже при небольшом навыке отличить незакаленную сталь от умеренно (40 HRC) или твердо закаленной (55 HRC).
Для тестирования с большей точностью существуют наборы тарированных напильников, именуемые также царапающий твердомер. Они применяются для испытания зубьев пил, фрез, шестерен. Каждый такой напильник является носителем определенного значения по шкале Роквелла. Твердость измеряется коротким царапанием металлической поверхности поочередно напильниками из набора. Затем выбираются два близко стоящие – более твердый, который оставил царапину и менее твердый, который не смог поцарапать поверхность. Твердость тестируемого металла будет находиться между значениями твердости этих двух напильников.
Переводная таблица твердости
Для сопоставления чисел твердости Роквелла, Бринелля, Виккерса, а также для перевода показателей одного метода в другой существует справочная таблица:
Виккерс, HV | Бринелль, HB | Роквелл, HRB |
100 | 100 | 52. 4 |
105 | 105 | 57.5 |
110 | 110 | 60.9 |
115 | 115 | 64.1 |
120 | 120 | 67.0 |
125 | 125 | 69.8 |
130 | 130 | 72.4 |
135 | 135 | 74.7 |
140 | 140 | 76.6 |
145 | 145 | 78. 3 |
150 | 150 | 79.9 |
155 | 155 | 81.4 |
160 | 160 | 82.8 |
165 | 165 | 84.2 |
170 | 170 | 85.6 |
175 | 175 | 87.0 |
180 | 180 | 88.3 |
185 | 185 | 89.5 |
190 | 190 | 90. 6 |
195 | 195 | 91.7 |
200 | 200 | 92.8 |
205 | 205 | 93.8 |
210 | 210 | 94.8 |
215 | 215 | 95.7 |
220 | 220 | 96.6 |
225 | 225 | 97.5 |
230 | 230 | 98.4 |
235 | 235 | 99. 2 |
240 | 240 | 100 |
Виккерс, HV | Бринелль, HB | Роквелл, HRC |
245 | 245 | 21.2 |
250 | 250 | 22.1 |
255 | 255 | 23.0 |
260 | 260 | 23.9 |
265 | 265 | 24.8 |
270 | 270 | 25. 6 |
275 | 275 | 26.4 |
280 | 280 | 27.2 |
285 | 285 | 28.0 |
290 | 290 | 28.8 |
295 | 295 | 29.5 |
300 | 300 | 30.2 |
310 | 310 | 31.6 |
320 | 319 | 33.0 |
330 | 328 | 34. 2 |
340 | 336 | 35.3 |
350 | 344 | 36.3 |
360 | 352 | 37.2 |
370 | 360 | 38.1 |
380 | 368 | 38.9 |
390 | 376 | 39.7 |
400 | 384 | 40.5 |
410 | 392 | 41.3 |
420 | 400 | 42. 1 |
430 | 408 | 42.9 |
440 | 416 | 43.7 |
450 | 425 | 44.5 |
460 | 434 | 45.3 |
470 | 443 | 46.1 |
490 | - | 47.5 |
500 | - | 48.2 |
520 | - | 49.6 |
540 | - | 50. 8 |
560 | - | 52.0 |
580 | - | 53.1 |
600 | - | 54.2 |
620 | - | 55.4 |
640 | - | 56.5 |
660 | - | 57.5 |
680 | - | 58.4 |
700 | - | 59.3 |
720 | - | 60. 2 |
740 | - | 61.1 |
760 | - | 62.0 |
780 | - | 62.8 |
800 | - | 63.6 |
820 | - | 64.3 |
840 | - | 65.1 |
860 | - | 65.8 |
880 | - | 66.4 |
900 | - | 67. 0 |
1114 | - | 69.0 |
1120 | - | 72.0 |
Примечание: В таблице приведены приближенные соотношения чисел, полученные разными методами. Погрешность перевода значений HV в HB составляет ±20 единиц, а перевода HV в HR (шкала C и B) до ±3 единиц.
При выборе инструмента желательно предпочесть модели известных производителей. Это дает уверенность в том, что приобретаемый продукт изготовлен с соблюдением технологий, а его твердость отвечает заявленным значениям.
Соотношение твердости по Роквеллу и Бринеллю различных изделий.
Статьи о продукции 19.11.2020 10:40:56
Дмитрий
Спасибо за статью, как раз то, что искал) Хотел удостовериться, что взял нормальные отвертки, а не фуфлыжные)
02. 04.2020 17:33:07
Методы определения твердости — Компания «Метротест»
Что такое твердость?
Твердость – это способность материалов сопротивляться проникновению в его поверхность индентора, который должен быть тверже исследуемого образца.
Основные методы определения твердости?
Основными исторически сложившимися определениями твердости являются методы: Бринелля (HB, HBW), Роквелла (HRA, HRB, HRC), Супер-Роквелла (HRN и HRT), Виккерса (HV), Микро-Виккерса (HV) и Шора (HА, НD, НОО и др.).
Во всех перечисленных методах при внедрении индентора происходит пластическая деформация исследуемого образца. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем на меньшую глубину проникает индентор и тем выше твердость.
Какие исследуемые образцы подвергаются к испытанию методом Бринелля?
По методу Бринелля измеряют твердость более мягких материалов с максимальной твердостью до 650 HBW, например: стали, чугун (кроме белого), медь, мягкие сплавы, черные и цветные металлы, прессованная древесина и фанера при больших нагрузках.
Какие исследуемые образцы подвергаются к испытанию методом Роквелла?
По методу Роквелла измеряют твердость очень твердых и относительно мягких металлов, например: графит и пластмассы, металлы и сплавы после термической обработки при больших нагрузках.
Какие исследуемые образцы подвергаются к испытанию методом Супер-Роквелла?
Метод Супер-Роквелла в отличие от метода Роквелла подходит также для определения твердости алюминиевых сплавов, тонких металлических плит, подшипниковых сталей, толстых защитных покрытий при небольших нагрузках.
Какие исследуемые образцы подвергаются к испытанию методом Виккерса и Микро-Виккерса?
По методу Виккерса позволяют испытывать с высокой твердостью (благодаря использованию алмазного индентора) образцов из твердых сплавов, черных и цветных металлов, тонколистовых сталей, закаленных и не закаленных сталей, литья, полудрагоценных и драгоценных камней, цинкованных, хромированных и луженых покрытий поверхностей при больших нагрузках.
Метод Микро-Виккерса подходит для определения твердости малых образцов или металлической фольги, сталей, керамики, тонких пленок, покрытий, твердых сплавов, тонких закаленных слоев при малых нагрузках.
Какие исследуемые образцы подвергаются к испытанию методом Шора?
По методу Шору измеряют твердость резины и пластмасс, строительных утеплителей, ПВХ, продуктов из натурального каучука, твердых смол, полиэстера, печатных пластин, неопрена, и полиграфических валов.
Как измеряют твердость по методу Бринелля?
Метод измерения твердости по Бринелля описан в ГОСТ 9012-59 и основан на плавном внедрении твердосплавного стального шарика (определенного диаметра) в образец. После окончания испытания с помощью микроскопа измеряют диаметр отпечатка.
Применяют стальные или твердосплавные шарики с диаметрами 2,5 мм; 5 мм; 10 мм (также для определения твердости пластиков и твердых полимерных материалов применяются сферические шарики диаметрами 7,5 и 12 мм).
Как измеряют твердость по методам Роквелла и Супер-Роквелла?
Метод определения твердости по Роквеллу и Супер-Роквеллу в полном соответствии с ГОСТ 9013-59 проводится путем статического внедрения стального шарового индентора диаметром 1,5875 мм или алмазного индентора с углом при вершине 120 градусов с определенным усилием на поверхность исследуемого образца, и измерением глубины отпечатка во время испытания.
Преимущество метода Роквелла.
Преимуществом по Роквеллу является простота метода измерения твердости не требующего замера диаметра отпечатка и поиска твердости по таблице.
Как измеряют твердость по методам Виккерса и Микро-Виккерса?
Метод измерения твердости по Виккерсу и Микро-Виккерсу основан на плавном внедрении правильной четырехгранной алмазной пирамиды (с противоположным углом 136 градусов) в поверхность испытуемого изделия с определенным усилием (P), с последующим измерением диагонали отпечатка и расчета твердости образца по таблицам (ГОСТ 2999-75).
Преимущество метода Виккерса.
Преимущество по методу Виккерсу заключается в том, что возможно измерять твердость очень малых или тонких образцов.
Как измеряют твердость методом Шора?
Метод измерения твердости по Шору заключается во внедрении стального закаленного индентора (с определенной формой) с определенным усилием в поверхность исследуемого образца в соответствии с ГОСТ 263-75, 24622-91, 24621-91, ASTM D2240, ISO 868-85.
Преимущество метода Шора.
Преимуществом твердомеров по методу Шору является простота в использовании для определения твердости, небольшая масса и габариты.
Твёрдость металла, резины, бетона и способы измерения твёрдости
Твёрдость металла, резины, бетона и способы измерения твёрдости
26.01.2014Твёрдость металла, резины, бетона и способы измерения твёрдости
Единого общепринятого определения термина «ТВЁРДОСТЬ» не существует поскольку методы определения этой метрологической величины настолько разнообразны, что нет возможности их объединить в одной фразе или описании. При этом даже для одного типа материала (напр. металлов) методов определения твердости существует более 5… Также именно по этой причине приборы для измерения твёрдости именуются не только твердомерами, но и другими названиями, указывающими на метод или материал измерения: дюрометр (для резин), склерометр (для минералов) и т.д.
Твёрдость минералов
Шкала твёрдости минералов Мооса (склерометры царапающие) – метод определения твёрдости минералов путём царапания одного минерала другим минералом для сравнительной диагностики твёрдости минералов между собой по системе мягче-твёрже. Испытываемый минерал либо не царапается другим минералом (эталоном Мооса или склерометром) и тогда его твёрдость по Моосу выше, либо царапается — и тогда его твёрдость по Моосу ниже.
- минералы (природные и искусственные), в т.ч. измеряется твёрдость камней горных пород
- бетон и другие строительные материалы: твёрдость искусственных камней, плитки, стекла и др.
Молотки Шмидта (склерометры-молотки) – метод определения твёрдости и прочности на сжатие без разрушения строительный материалов: бетона, кирпичей, строительного раствора и пр. Оценка материалов происходит по предварительно установленной градуировочной зависимости между прочностью эталонных образцов и значением отскока бойка молотка Шмидта от поверхности материала.
Типы исследуемых материалов:
- бетон
- кирпич
- строительный раствор
- природные камни и горные породы
Твёрдость металлов
Твёрдость металлов – наиболее глубоко изученное и стандартизированное международной практикой измерение твёрдости. Наиболее распространены следующие методы:Измерение твёрдости металлов по Бринеллю (твердомеры)
Один из старейших методов, твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Обозначается HB, где H — Hardness (твёрдость, англ.), B — Brinell (Бринелль, англ.)Измерение твёрдости металлов по Роквеллу (твердомеры)
Это самый распространённый из методов начала XX века, твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Обозначается HR, где H — Hardness (твёрдость, англ.), R — Rockwell (Роквелл, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HRA, HRB, HRC и т.д.Измерение твёрдости металлов по Виккерсу (твердомеры и микротвердомеры)
Самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.)Измерение твёрдости металлов по Шору (твердомеры и склероскопы)
Данный метод крайне редко используется, твёрдость определяется по высоте отскока бойка от поверхности. Обозначается HS, где H — Hardness (твёрдость, англ.), S — Shore (Шор, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HSDИзмерение твёрдости металлов по Либу (твердомеры)
Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности. Обозначается HL, где H — Hardness (твёрдость, англ.), L — Leeb (Либ, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа датчика, напр. HLD, HLC и т.д.Твёрдость резины
Определить твердость резины сегодня можно несколькими методами:Измерение твёрдости резины по Шору (твердомеры и дюрометры)
Самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость резины определяется по глубине проникновения в материал специальной закаленной стальной иглы (индентора) под действием калиброванной пружины. Твёрдость резины обозначается в международной практике как H, где H — Hardness (твёрдость, англ.), а 2-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HA, HB, HC, HD и т.д., в практике России пишется как «твёрдость по Шору тип А» или «твёрдость по Шору тип D».Измерение твёрдости по Аскеру (твердомеры и дюрометры)
Это национальный японский метод, сходный с методом измерения твёрдости резины по Шору, но отличающийся от него типом инденторов, пружин и пр. Твёрдость резины обозначается в международной практике как Asker (Аскер, англ.), а далее идёт обозначение типа шкалы, напр. Asker С, Asker D и т.д. В России не применяется.Измерение твёрдости по Роквеллу (твердомеры)
В этом случае используется стандартный твердомер Роквелла для измерения твёрдости металлов, но вместо индентора-конуса используются инденторы со стальными шариками. Твёрдость резины обозначается HR, где H — Hardness (твёрдость, англ.), R — Rockwell (Роквелл, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HRP, HRL, HRM или HRE. WordReference Random House Полный словарь американского английского © 2021 hard • ness (härd ′ nis), США произношение n.
WordReference Словарь американского английского для учащихся. © 2021 hard / hɑrd / USA произношение прил. andadv., -er, -est. прил.
нареч.
твердость, n. [uncountable] WordReference Random House Полный словарь американского английского языка © 2021 hard (härd), США произношение прил., -er, -est, нареч., -er, -est, n. прил.
|
Principales traductions | ||
твердость n существительное : Относится к человеку, месту, вещи, качеству и т. Д.2 | бесчисленное количество (объект: solidity)dureté nf nom féminin : s’utilise avec les articles «la», «l» (devant une voyelle ou un h muet), «une» . Пример: fille — nf> На дира « la fille» или « une fille». Avec un nom féminin, l’adjectif s’accorde. En général, on ajoute un «e» à l’adjectif. Par example, on dira «une petit e fille». | |
Проверьте твердость почвы лопатой. | ||
Testez la dureté du sol avec une pioche. | ||
твердость n существительное : Относится к человеку, месту, вещи, качеству и т. Д. | бесчисленное количество, фигуративное (лицо: стойкость) ( personne, caractère ) | solidité nf nom féminin : s’utilise avec les article «la», «l ‘» (devant une voyelle ou un h muet), «une» . Пример: fille — nf> На дира « la fille» или « une fille». Avec un nom féminin, l’adjectif s’accorde. En général, on ajoute un «e» à l’adjectif. Par example, on dira «une petit e fille». |
Его твердость пришла к нему за годы борьбы. | ||
Sa solidité venait d’années de lutte. | ||
твердость n существительное : Относится к человеку, месту, вещи, качеству и т.д. nf nom féminin : s’utilise avec les article «la», «l ‘» (devant une voyelle ou un h muet), «une» . Пример: fille — nf> На дира « la fille» или « une fille». Avec un nom féminin, l’adjectif s’accorde. En général, on ajoute un «e» à l’adjectif. Par example, on dira «une petit e fille». | ||
Жесткость ее ответа напугала всех нас. | ||
La dureté de sa réponse nous glaça le sang. | ||
твердость n существительное : Относится к человеку, месту, вещи, качеству и т. Д. | бесчисленное количество (вода: минеральное содержание) ( eau ) | dureté nf nom féminin : использовать все статьи «la», «l» (devant une voyelle ou un h muet), «une» . Пример: fille — nf> На дира « la fille» или « une fille». Avec un nom féminin, l’adjectif s’accorde. En général, on ajoute un «e» à l’adjectif. Par example, on dira «une petit e fille». |
Жесткость воды означает, что я постоянно очищаю свой чайник от накипи. | ||
La dureté de l’eau m’oblige à détartrer ma bouilloire en permanence. |
твердость — Викисловарь
Английский [править]
Этимология [править]
из среднеанглийского твердость , из древнеанглийского слышимость , из слышимого + -ness . Эквивалент hard + -ness .
Произношение [править]
Существительное [править]
твердость ( счетные и несчетные , множественные твердости )
- Качество жесткости.
- с. 1380s , [Джеффри Чосер; Уильям Кэкстон, редактор], Двойной Сороу Троила Телле Кинг Прямус Сон из Троя […] [ Троил и Крисайд ], [Вестминстер]: Explicit per Caxton, опубликовано 1482, OCLC 863541017 ; переиздано в [Уильям Тинн], редактор, The Workes of Geffray Chaucer Newlye Printed, […] , книга II, [Лондон]: […] [Ричард Графтон для] Иона Рейнса […], 1542, OCLC 932884868 , folio clxxx, recto:
- Для истинного блеска, для долговечности ydone hardneſſe / Caueth часто используется для diſtreſſe
- Для доверия этому колодцу: Слишком долго сохраняется твердость / Создает презрение от страдания.
- Для истинного блеска, для долговечности ydone hardneſſe / Caueth часто используется для diſtreſſe
- а. 1460 , Реджинальд Пекок, Элси Воан Хичкок, редактор, The Donet , Early English Text Society, опубликовано в 1921 году:
- Как это часто бывает, þingis присутствует в e siȝt, heere þ e sown подарить e eeris, touche hardnesse , neischnes, heet или холодно подарить e touche, и так до oþire.
- Так же, как видеть предметы, присутствующие в поле зрения, здесь звук присутствует в ушах, касается твердости , мягкости, тепла или холода, присутствующего на ощупь, и т. Д. Других.
- Как это часто бывает, þingis присутствует в e siȝt, heere þ e sown подарить e eeris, touche hardnesse , neischnes, heet или холодно подарить e touche, и так до oþire.
- с. 1380s , [Джеффри Чосер; Уильям Кэкстон, редактор], Двойной Сороу Троила Телле Кинг Прямус Сон из Троя […] [ Троил и Крисайд ], [Вестминстер]: Explicit per Caxton, опубликовано 1482, OCLC 863541017 ; переиздано в [Уильям Тинн], редактор, The Workes of Geffray Chaucer Newlye Printed, […] , книга II, [Лондон]: […] [Ричард Графтон для] Иона Рейнса […], 1542, OCLC 932884868 , folio clxxx, recto:
- Экземпляр этого качества; трудности.
- (неорганическая химия) Количество растворенного в воде карбоната кальция, обычно выражаемое в частях на миллион (ppm).
- Устойчивость к царапинам, порезам, вдавливанию или истиранию металла или другого твердого материала.
- (физика) Проникающая способность электромагнитного излучения, например рентгеновских лучей; как правило, чем короче длина волны, тем сильнее и сильнее проникает излучение.
- Мера устойчивости к повреждению объекта, оборудования, установки или телекоммуникационной инфраструктуры при атаке.
Переводы [править]
См. Также [править]
Источники [править]
Анаграммы [править]
Определение твердости в онлайн-словаре Вебстера
Твердость | Определение твердости в онлайн-словаре ВебстераЖесткость
Мещанство, непонятливость, трудолюбие, доспех, резкость, терпкость, строгость, назойливость, тягостность, мозолистость, черствость, мозоли, замкнутость, сплоченность, хладнокровие, бессердечие, холодность, компактность, сложность, затор, застойность , последовательность, раздражительность, теснота, теснота, жестокость, глубина, плотность, плотность, трудность, трудность, долговечность, эзотерика, твердость, кремневая устойчивость, грозная защита, фундаментализм, липкость, мрачность, волосатость, твердое сердце, твердый панцирь, твердость, жестокосердие, стойкость, жестокосердие, невзгоды, суровость, каменное сердце, бессердечие, непроницаемость, непроницаемость, непокорность, непроницаемость, непроницаемость, неумолимость, грубость, жестокость, несжимаемость, уплотнение, неумолимость, неумолимость, непоколебимость, несгибаемость, бесчувственность, бесчувственность, запутанность, неуверенность, непокорность, замкнутость, узловатость, лабильность страстность, стойкость, кожеподобие, беспощадность, непоколебимость, упрямство, упорство, упрямство, обременительность, угнетение, ортодоксальность, безжалостность, прецизианство, глубина, глубина, пуризм, пуританство, замкнутость, относительная плотность, непреклонность, упорство, раскаяние жесткость, строгость, суровость, вязкость, грубость, грубость, безжалостность, иссушенная совесть, суровость, непреклонность, твердость, твердость, прочность, удельный вес, упругость, стабильность, стойкость, стойкость, суровость, жесткость, каменность, полнота, сила, напряженность , строгость, тягучесть, упрямство, стойкость, вспыльчивость, упорство, нежность, толстая кожа, толщина, трудоемкость, жесткость, беспокойство, непреклонность, несгибаемость, несгибаемость, несгибаемость, несострадание, бескомпромиссность, бесконтрольность, бесчувственность, бесчувственность, бескорыстие , неестественность, безжалостность, безжалостность сс, невосприимчивость, нечувствительность, неподатливость, превратность, бодрость, вязкость, вязкость, вязкость, жизнеспособность Макроскопическая твердость обычно характеризуется прочными межмолекулярными связями. Однако поведение твердых материалов под действием силы является сложным, что приводит к нескольким различным научным определениям того, что можно было бы назвать «твердостью» в повседневном использовании. В материаловедении есть три основных рабочих определения твердости: В физике твердость включает: Рекомендуемые дополнительные знанияМатериаловедениеВ материаловедении твердость — это характеристика твердого материала, выражающая его устойчивость к остаточной деформации.Твердость можно измерить по шкале Мооса или по другим шкалам. Некоторые из других шкал твердости при вдавливании в технике — Роквелла, Виккерса и Бринелля — можно сравнить с помощью практических таблиц преобразования. Устойчивость к царапинамВ минералогии твердость обычно означает способность материала проникать в более мягкие материалы. Предмет, сделанный из твердого материала , поцарапает предмет, сделанный из более мягкого материала . Твердость от царапин обычно измеряется по шкале твердости минералов Мооса.Одним из инструментов для этого измерения является склерометр. Чистый алмаз — это самый твердый из известных природных минералов, который поцарапает любой другой природный материал. Поэтому алмаз используется для огранки других алмазов; в частности, алмазы более высокого качества используются для огранки алмазов более низкого качества. Самое твердое вещество, известное сегодня, — это агрегированные алмазные наностержни с твердостью более 2 и жесткостью 1,11 алмаза. Оценки на основе предложенной молекулярной структуры показывают, что твердость бета-нитрида углерода также должна быть больше, чем у алмаза (но меньше, чем у сверхтвердого фуллерита).Этот материал еще не синтезирован. Другие материалы, которые могут поцарапать алмаз, включают субоксид бора и диборид рения. Твердость вдавливания
В первую очередь используется в машиностроении и металлургии. Твердость на вдавливание определяет твердость материала; то есть его устойчивость к остаточной и, в частности, пластической деформации. Обычно его измеряют путем нагружения индентора заданной геометрии на материал и измерения размеров полученного отпечатка. Существует несколько альтернативных определений твердости при вдавливании, наиболее распространенными из которых являются: Как правило, нет простой взаимосвязи между результатами различных испытаний на твердость. Хотя существуют практические таблицы преобразования твердых сталей, например, некоторые материалы демонстрируют качественно разное поведение при различных методах измерения. Шкалы твердости по Виккерсу и Бринеллю хорошо коррелируют в широком диапазоне, однако Бринелль дает завышенные значения только при высоких нагрузках. Твердость увеличивается с уменьшением размера частиц. Это известно как эффект Холла-Петча. Однако при размере зерна ниже критического твердость уменьшается с уменьшением размера зерна. Это известно как обратный эффект Холла-Петча. Для измерения твердости нанозернистых материалов используется наноиндентирование. В выпуске «Джерузалем пост» от 4 декабря 2005 года профессора Эли Альтус, Гарольд Баш и Шмарьяху Хоз вместе с докторантом Лиором Ицхаки сообщили об открытии полиина, который в 40 раз тверже алмаза.Это «сверхтвердый» молекулярный стержень, состоящий из звеньев ацетилена. Важно отметить, что твердость материала к деформации зависит от его микропрочности или модуля мелкомасштабного сдвига в любом направлении, а не от каких-либо свойств жесткости или жесткости, таких как его объемный модуль или модуль Юнга. Ученые и журналисты часто путают жесткость с твердостью [1] [2] и сразу же сообщают о материалах, которые на самом деле не тверже алмаза, потому что анизотропия их твердых ячеек снижает твердость в других измерениях, что приводит к растрескиванию материала чешуйчатые или игольчатые повадки в этом измерении.Например, осмий жестче алмаза, но такой же твердый, как кварц. Другими словами, заявленный твердый материал должен иметь одинаковые характеристики твердости в любом месте своей поверхности. Твердость отскокаТакже известная как динамическая твердость , твердость отскока измеряет высоту «отскока» молотка с алмазным наконечником, падающего с фиксированной высоты на материал. Устройство, используемое для измерения, известно как склероскоп. [3] Одна шкала, которая измеряет твердость отскока, — это шкала твердости Беннета. ФизикаВ механике твердого тела твердые тела обычно реагируют на силу тремя способами в зависимости от величины силы и типа материала:
Прочность — это мера диапазона эластичности материала, или диапазона эластичности и пластичности вместе. Это выражается количественно как прочность на сжатие, прочность на сдвиг и разрыв в зависимости от направления действующих сил. Предел прочности — это мера максимальной деформации, которую может выдержать материал. Хрупкость в техническом использовании — это склонность материала к разрушению с очень небольшой предварительной деформацией или без нее.Таким образом, с технической точки зрения материал может быть как хрупким, так и прочным. В повседневном использовании термин «хрупкость» обычно относится к тенденции к разрушению под действием небольшого усилия, что проявляется как в хрупкости, так и в отсутствии прочности (в техническом смысле). Для хрупких материалов предел текучести и предел прочности одинаковы, поскольку они не испытывают заметной пластической деформации. Противоположность хрупкости — пластичность. Вязкость материала — это максимальное количество энергии, которое он может поглотить до разрушения, которое отличается от величины силы, которая может быть приложена.Вязкость хрупких материалов обычно мала, поскольку именно упругие и пластические деформации позволяют материалам поглощать большое количество энергии. Материалы, свойства которых в разных направлениях различаются (из-за асимметричной кристаллической структуры), называются анизотропными. Примеры твердых материаловМеханизмы упрочненияНеудивительно, что с материалами можно манипулировать так, чтобы они проявляли такие свойства, как более высокий предел текучести. [1]
Материаловедение:
|