Что понимают под твердостью материала

Что называется твердостью материала?

Твёрдость — свойство материала сопротивляться внедрению более твёрдого тела — индентора.

Метод определения восстановленной твёрдости.

Твёрдость определяется как отношение величины нагрузки к площади поверхности, площади проекции или объёму отпечатка. Различают поверхностную, проекционнуюи объемную твёрдость:

• поверхностная твёрдость — отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка;
• проекционная твёрдость — отношение нагрузки к площади проекции отпечатка;
• объёмная твёрдость — отношение нагрузки к объёму отпечатка.

Твёрдость измеряют в трёх диапазонах: макро, микро, нано. Макродиапазон регламентирует величину нагрузки на индентор от 2 Ньютон (единица измерения)» до 30 кН. Микродиапазон регламентирует величину нагрузки на индентор до 2 Н и глубину внедрения индентора больше 0,2 мкм.

Ньютон (единица измерения)»Нанодиапазон регламентирует только глубину внедрения индентора, которая должна быть меньше 0,2 мкм. Часто твёрдость в нанодиапазоне называют нанотвердостью (nanohardness). Величина нанотвердости может значительно отличаться от микротвёрдости для одного и того же материала.

Измеряемая твёрдость, прежде всего, зависит от нагрузки, прикладываемой к индентору. Такая зависимость получила название размерного эффекта, в англоязычной литературе — indentation size effect. Характер зависимости твердости от нагрузки определяется формой индентора:

• для сферического индентора — с увеличением нагрузки твёрдость увеличивается — обратный размерный эффект
• для индентора в виде пирамиды Виккерса или Берковича — с увеличением нагрузки твёрдость уменьшается — прямой или просто размерный эффект;
• для сфероконического индентора (типа конуса для твердомера Роквелла) — с увеличением нагрузки твёрдость сначала увеличивается, когда внедряется сферическая часть индентора, а затем начинает уменьшаться (для конической части индентора).

Методы измерения твёрдости

Методы определения твёрдости по способу приложения нагрузки делятся на: 1) статические и 2) динамические (ударные).

Для измерения твёрдости существуют несколько шкал (методов измерения):

• Метод Бринелля — твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому твердосплавным шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка (причём площадь отпечатка берётся как площадь части сферы, а не как площадь круга (твёрдость по Мейеру)); размерность единиц твердости по Бринеллю МПа (кгс/мм²). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HBW, где H — hardness (твёрдость, англ.), B — Бринелль, W — материал индентора, затем указывают диаметр индентора, нагрузку и время выдержки. Стальные шарики в качестве инденторов для метода Бринелля уже не используются.
• Метод Роквелла — твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания стального, твердосплавного шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, определённая по этому методу, является безразмерной и обозначается HRA, HRB, HRC и т.д.; твёрдость вычисляется по формуле HR = 100 (130) − h/e, где h — глубина относительного вдавливания наконечника после снятия основной нагрузки, а e — коэффициент, равный 0,002 мм для метода Роквелла и 0,001 мм для супер Роквелла. Таким образом, максимальная твёрдость по Роквеллу по шкалам A и C составляет 100 единиц, а по шкале B — 130 единиц. Всего существует 54 шкалы измерения твердости по Роквеллу.
• Метод Виккерса — твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение нагрузки, приложенной к пирамидке, к площади поверхности отпечатка (причём площадь поверхности отпечатка берётся как площадь части геометрически правильной пирамиды, а не как площадь поверхности фактического отпечатка); размерность единиц твёрдости по Виккерсу кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HV с обязательным указанием нагрузки и времени выдержки.
• Методы Шора:

• Твёрдость по Шору (Метод вдавливания) — твёрдость определяется по глубине проникновения в материал специальной закалённой стальной иглы (индентора) под действием калиброванной пружины . В данном методе измерительный прибор именуется дюрометром. Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульных материалов (полимеров). Метод Шора, описанный стандартом ASTM D2240, оговаривает 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты A (для мягких материалов) или D (для более твёрдых). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается буквой используемой шкалы, записываемой после числа с явным указанием метода.

• Дюрометры и шкалы Аскер — по принципу измерения соответствует методу вдавливания (по Шору). Фирменная и нац. японская модификация метода. Используется для мягких и эластичных материалов. Отличается от классического метода Шора некоторыми параметрами измерительного прибора, фирменными наименованиями шкал и инденторами.

• Твёрдость по Шору (Метод отскока) — метод определения твёрдости очень твёрдых (высокомодульных) материалов, преимущественно металлов, по высоте, на которую после удара отскакивает специальный боёк (основная часть склероскопа — измерительного прибора для данного метода), падающий с определённой высоты . Твёрдость по этому методу Шора оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка. Основные шкалы C и D. Обозначается HSx, где H — Hardness, S — Shore и x — латинская буква, обозначающая тип использованной при измерении шкалы .

Следует понимать, что хотя оба этих метода являются методами измерения твёрдости, предложены одним и тем же автором, имеют совпадающие названия и совпадающие обозначения шкал, это — не версии одного метода, а два принципиально разных метода с разными значениями шкал, описываемых разными стандартами.

• Метод Кузнецова — Герберта — Ребиндера — твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл;
• Метод Польди (двойного отпечатка шарика) — твёрдость оценивается в сравнении с твёрдостью эталона, испытание производится путём ударного вдавливания стального шарика одновременно в образец и эталон (см. иллюстрацию);
• Шкала Мооса — определяется по тому, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый материал, и какой материал из десяти стандартных минералов царапается тестируемым материалом.
• Метод Бухгольца — метод определения твердости при помощи прибора «Бухгольца». Предназначен для испытания на твёрдость (твёрдость по Бухгольцу) полимерных лакокрасочных покрытий при вдавливании индентора «Бухгольца». Метод регламентируют стандарты ISO 2815, DIN 53153, ГОСТ 22233 .

Методы измерения твёрдости делятся на две основные категории: статические методы определения твёрдости и динамические методы определения твёрдости.

Для инструментального определения твёрдости используются приборы, именуемые твёрдомерами. Методы определения твёрдости, в зависимости от степени воздействия на объект, могут относиться как к неразрушающим, так и к разрушающим методам.

Существующие методы определения твёрдости не отражают целиком какого-нибудь одного определённого фундаментального свойства материалов, поэтому не существует прямой взаимосвязи между разными шкалами и методами, но существуют приближённые таблицы, связывающие шкалы отдельных методов для определённых групп и категорий материалов.

Данные таблицы построены только по результатам экспериментальных тестов и не существует теорий, позволяющих расчётным методом перейти от одного способа определения твёрдости к другому.

Конкретный способ определения твёрдости выбирается исходя из свойств материала, задач измерения, условий его проведения, имеющейся аппаратуры и др.

Понятие о твердости материалов

Под твердостью конструкционных материалов понимают способность поверхностного слоя материала сопротивляться упругой и пластической деформациям или разрушению при внедрении в него другого более твердого тела (индентора). Индентор должен быть определенной формы и размеров и не получать остаточную деформацию от действия прикладываемых к нему статических или динамических нагрузок. Выбор метода onpеделения изучаемой характеристики зависит от различных факторов: твердости самого материала, размеров детали (образца), толщины слоя, твердость которого нужно замерить, и т. д. Условия определения твердости, требования к оборудованию, приборам и образцам и т. д. регламентируются государственными стандартами.

Характеристикой твердости материала является число твердости, которое может определяться различными методами (Бринелля, Роквелла и др.). Поэтому числа твердости для одного и того же материала, определяемые этими методами, получаются различными как по величине, так и по размерности. С помощью специальных таблиц, номограмм, эмпирических формул можно осуществлять пересчет чисел твердости.

Учитывая неизбежный разброс значений твердости по поверхности одного и того же материала, испытаниям подвергаются несколько образцов, а на каждом образце делают несколько вдавливаний. Затем проводят статистическую обработку результатов испытаний (см. раздел 2).

Испытание на твердость – простой метод неразрушающего контроля. Его данные хорошо коррелируют с результатами испытаний на статическое растяжение. Например, можно с достаточной для практики точностью косвенно определять предел прочности по твердости.

Измерение твердости получило широкое распространение как в заводской практике, так и при выполнении научных исследований. Такие испытания используются в следующих целях:

· для оценки твердости как характеристики, косвенно отражающей механические свойства материала;

· для контроля за качеством упрочняющих обработок, вызывающих изменение свойств в поверхностном слое, например, цементации, поверхностной закалки, электромеханической обработки и т. д;

· для мониторинга механического состояния изделий в процессе эксплуатации (например, контроль за состоянием трубопроводов) и т. д.

Метод Бринелля[10]. Метод измерения твердости металлов по Бринеллю (ГОСТ 9012-59) заключается во вдавливании стального (или твердосплавного) шарика диаметром D в изделие или образец силой, действующей перпендикулярно его поверхности в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка d после снятия нагрузки (рис. 3.1).

Число твердости по Бринеллю определяется как частное от деления нагрузки F(кгс), приложенной к шарику, на площадь А(мм 2 ) части сферы, оставшейся в материале в виде лунки после испытания:

. (3.1)

Стандартом предусмотрены следующие диаметры D шариков: 10; 5; 2,5; 2 и 1 мм.

Рис. 3.1. Вид деформированного образца в процессе вдавливания шарика

Для получения одинаковых значений твердости при испытаниях одного и того же металла шариками разного диаметра необходимо, чтобы соблюдалось соотношение между размером шарика и действующей на него нагрузкой в форме K = F/D 2 . Отношение К подбирается из ряда значений, приводимых в ГОСТе, с учетом свойств металла так, чтобы соотношение между диаметрами шарика и отпечатка было в некотором диапазоне (d/D = 0,24…0,6). Например, для сталей и высокопрочных сплавов ГОСТ рекомендует принимать отношение К = 30, для цветных металлов и сплавов принимают К = 10, а для очень мягких металлов К = 2,5 (подшипниковые сплавы) или даже К = 1 (свинец, олово).

На практике по диаметру d отпечатка находят число твёрдости НВ, используя таблицы, составленные для каждого из рекомендуемых соотношений F и D. Современное оборудование также позволяет находить твердость, определяя не d, а глубину h внедрения шарика.

Пластическое деформирование (течение) объемов металла в окрестности внедряемого индентора связано с прохождением в нём структурных изменений. Длительность протекания этих процессов зависит от свойств металла. Для чёрных металлов достаточно 10…15 секунд выдержки под нагрузкой, для большинства цветных – 30 секунд. В некоторых случаях для завершения пластического течения устанавливают 180 секунд или особо оговаривают условия испытания.

Когда твердость испытуемого металла соизмерима с твердостью шарового индентора, из-за деформации шарика искажается форма отпечатка, что влияет на точность результатов. Во избежание существенных ошибок вследствие этого вводится ограничение на применение метода Бринелля: испытывают материалы с твердостью, не превышающей 450 НВ. Для испытаний весьма твердых материалов используют другие методы, например, Виккерса или Роквелла, где в качестве индентора применяют алмаз – самый твердый материал в природе.

Твердость по Бринеллю обозначают символом НВ (Hardness Brinell), (HBW):

НВ – при применении стального шарика (твердость детали менее 450 единиц);

HBW – при применении шарика из твердого сплава (твердость детали более 450 единиц). Символу НВ(HBW) предшествует числовое значение твердости (приводится три значащих разряда), а после символа указывают диаметр шарика, значение приложенной силы (в кгс), продолжительность выдержки, если она отличается от диапазона 10…15 секунд.

250 НВ 5/750– твердость по Бринеллю 250 единиц, измеренная стальным шариком диаметром 5 мм при нагрузке 750 кгс (7355 Н) и продолжительности выдержки 10…15 секунд;

575 HBW 2,5/187,5/30– твердость по Бринеллю 575 единиц, измеренная шариком из твердого сплава диаметром 2,5 мм при нагрузке 187,5 кгс (1839 Н) и продолжительности выдержки под нагрузкой 30 секунд.

При определении твердости стальным шариком или шариком из твердого сплава диаметром 10 мм при нагрузке 3000 кгс (29420 Н) и продолжительности выдержки 10…15 секунд твердость по Бринеллю обозначают только числовым значением твердости и символом НВ или HBW (например, 300 НВ).

Метод Виккерса[11]. Метод измерения твердости черных и цветных металлов и сплавов (ГОСТ 2999-75) основан на вдавливании алмазного индентора в форме правильной четырехгранной пирамиды в образец (изделие) под действием силы, приложенной в течение определенного времени, и измерении длин обеих диагоналей отпечатка, оставшегося на поверхности после снятия нагрузки.

Угол между противоположными гранями пирамиды – 136°. Значение нагрузки на индентор выбирают из диапазона от 1 до 100 кгс.

Метод Виккерса является одним из наиболее совершенных и очень распространенных в лабораторной практике методов определения твердости. Высокая твердость и несминаемость алмаза обеспечивает большую степень точности определения твердости методом Виккерса. Это особенно важно при испытании твердых материалов (более 500 кгс/мм 2 ). Ценность метода состоит также в том, что вследствие малых нагрузок вдавливания удается испытывать очень тонкие образцы, а также определять твердость тонких поверхностных слоев (например, азотированной стали). Можно определять твердость мелких готовых изделий, не разрушая и не портя их вследствие малой величины отпечатка.

Твердость по Виккерсу указывается в единицах HV (Hardness Vickers) и определяется как частное от деления нагрузки F (кгс), приложенной к пирамиде, на площадь поверхности отпечатка А(мм 2 ), т. е. к поверхности углубления в материале в форме пирамиды:

, (3.2)

где d – среднее арифметическое значение длин обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки, мм. Измерение диагоналей производят с помощью микроскопа. Число твердости находят по таблицам.

Твердость по Виккерсу при силовом воздействии 30 кгс (294,2 Н) и времени выдержки под нагрузкой 10…15 секунд обозначают цифрами, характеризующими величину твердости, и буквами HV.

Пример обозначения: 500 HV – твердость по Виккерсу, измеренная при силе 30 кгс и времени выдержки 10…15 секунд.

При других условиях испытания после букв HV указывают нагрузку и время выдержки.

Пример обозначения: 220 HV 10/40 – твердость по Виккерсу, измеренная при силе 10 кгс (98,07 Н) и времени выдержки 40 секунд.

Замечание о размерностях чисел твердости по Бринеллю и Виккерсу. Согласно формулам (3.1) и (3.2) значения твердости вычисляются как отношение нагрузки в кгс к площади отпечатка в мм 2 , т. е. в кгс/мм 2 . Твердость же по Бринеллю указывается в единицах НВ, а по Виккерсу – в единицах HV без указания размерности(кгс/мм 2 ). Если усилие выражено в Ньютонах, то для вычисления значений твердости вместо вышеупомянутых выражений используются формулы:

и . (3.3)

Метод Роквелла[12]. Метод измерения твердости металлов и сплавов по Роквеллу (ГОСТ 9013-59) заключается во внедрении в поверхность образца или изделия алмазного конуса с углом при вершине 120° (шкалы А, С) или стального шарика диаметром 1,5875 мм (шкала В) под действием последовательно прилагаемых предварительной и основной сил и в определении глубины внедрения индентора после снятия основной нагрузки. Общая нагрузка – сумма предварительной и основной (табл. 3.1).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Твердость металлов

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:

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.

К вопросу о методах определения твердости материалов

технические науки

• Пучков Павел Владимирович , кандидат наук, преподаватель
• Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

• Похожие материалы

  Надежность и долговечность машин и механизмов во многом зависит от ряда факторов: качества материала, из которого изготовлены детали; качества проведенной термической или химико-термической обработки поверхности трущихся деталей, качества смазочного материала и др.

  Под твердостью понимают механическое свойство материалов, которое характеризует их способность сопротивляться проникновению в их поверхность другого более твердого стандартного тела (индентора). Высокая твердость поверхностного слоя играет важную роль в деталях машин, которые работают как пара трения — это подшипники качения, кулачки, клапана, зубчатые и червячные передачи и т.д. От твердости поверхностного слоя деталей машин во многом зависит надежность и долговечность механизма в целом. Одним из важнейших механических свойств для режущего инструмента, конечно же является твердость. Высокая твердость поверхности играет важную роль при изготовлении такого режущего инструмента как ножовочные полотна, напильники, зубила, топоры, ножи, сверла, фрезы, зенкеры, протяжки, резцы и многое другое.

  На сегодняшний день существует целый ряд методов определения твердости, а именно метод Бринелля, Роквелла, Виккерса, Супер Роквелла, Шора, Мооса, Кузнецова-Герберта-Ребиндера, Польди, Бухгольца. Любой метод определения твердости материалов можно отнести к неразрушающему методу контроля механических свойств. Для того, чтобы определить твердость того или иного материала, оценить качество проведенной термической обработки, износостойкости поверхностей деталей машин не требуется изготавливать специальные образцы, испытания можно производить на готовом изделии. При этом изделие не разрушается.

  Среди перечисленных методов определения твердости наибольшую популярность получили следующие методы: Бринелля, Роквелла и Виккерса. Эти методы получили признание во всем мире в силу того, что методика испытаний достаточно проста, высока точность измерений, не требуются подготовка специальных образцов, современные приборы Роквелла, Виккерса и Бринелля способны автоматически производить измерения и обрабатывать полученные данные. Следует отметить, что все выше перечисленные методы определения твердости материалов получили свое название в честь инженеров, разработавшеих данные методы и лишь один из них — метод Виккерса назван в честь английского военно-промышленного концерна «Vickers Limited». Схемы испытаний по методам Бринелля, Роквелла и Виккерса представлены на рисунке 1.

  Рисунок 1. Схемы испытаний материалов на твердость: а — метод Бринелля: 1 — индентор; 2 — образец из испытуемого материала; 3 — опорный столик пресса Бринелля; б — метод Роквелла: h — углубление конуса под действием предварительной нагрузки P = 100 (Н); h₁ — углубление конуса под действием общей нагрузки P = P + P₁; h — глубина остаточного вдавливания индентора после снятия нагрузки Р; N — сила реакции опоры от действия прикладываемой нагрузки P; 1 — индентор (алмазный конус); 2 — испытуемый образец; в — Метод Виккерса: Р — нагрузка (Н), d,d₁ — размеры диагонали отпечатка (мм).

  Сущность определения твёрдости по данным трем методам основан на вдавливании в поверхность образца с определенным нормированным усилием стандартного индентора (более твердого тела). На рисунке 1 видно, что по методу Бринелля в качестве индентора используется шарик. Шарик может быть изготовлен из твердого сплава или из закаленной стали. При испытании могут быть использованы шарики диаметром 2,5 мм, 5 мм или 10 мм. Диаметр шарика подбирают в зависимости от условий испытания и материала образца. По методу Роквелла в качестве индентора используется алмазный конус с углом при вершине 120° или стальной закаленный шарик диаметром 1,588 мм. Выбор индентора по методу Роквелла зависит от твердости испытуемого материала. Для определения твердости закаленных сталей, твердых сплавов используют алмазный конус, а для определения твердости цветных металлов и сплавов стальной шарик. Это связано с тем, что при испытании материала с низкой твердостью, например меди, алюминия, вершина алмазного конуса может проникнуть в поверхность образца слишком глубоко, что приведет к весьма большой погрешности измерений. По методу Виккерса в качестве индентора используется алмазная четырехгранная пирамида с углом при вершине 136°. После вдавливания пирамиды в поверхность образца измеряются диагонали отпечатка на образце и рассчитывается твердость материала. Также необходимо упомянуть и о существовании методов экспресс оценки твердости материалов. К таким методам относится метод Мооса (метод царапания) и динамический метод Шора. Метод Мооса предназначен для определения относительной твердости материалов, заключающийся в царапании испытываемого образца эталонным карандашом с наконечником из природного минерала. Минералогическая шкала твердости Мооса включает в себя 10 природных минералов, расположенных по возрастанию их твердости от 1 до 10. Твердость равная 1 присвоена тальку, 2 — гипсу, 3 — кальциту, 4 — флюориту, 5 — апатиту; 6 — ортоклазу, 7 — кварцу, 8 — топазу, 9 — корунду, 10 — алмазу (см. рисунок 2)

  Рисунок 2. Шкала твердости Мооса

  Данный метод можно отнести к экспресс оценке твердости материалов и он может быть использован только как вспомогательный метод. Метод Мооса может быть использован в качестве самостоятельного метода, но только для определения твердости драгоценных и полудрагоценных камней и других минералов.

  Динамический метод Шора для определения твердости материалов в принципе можно назвать эксклюзивным, он не похож ни на один другой метод. Этот метод основан на взаимосвязи твердости поверхности материалов и упругости. Шором была отмечена взаимосвязь твердости и упругости поверхности материала. А зависимость здесь следующая: чем выше твердость материала, тем выше его упругие свойства. Шор предложил ронять на поверхность образца с определенной высоты стальной боек и по высоте отскока бойка от поверхности образца судить о твердости материала (см. рисунок 3).

  Данный метод позволяет получать очень приблизительные, примерные значения твердости материала, так как имеет очень высокую погрешность измерений.

  

  Рисунок 3 — Аналоговый дюрометр Шора, установленный на штативе с устройством пригружения: а — внешний вид прибора; б — схема принципа работы прибора.

  Список литературы

  1. Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. — 542 с.: ил.
  2. Лахтин Ю.М. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1993. — 448 с.
  3. Шульте Ю. А. Хладностойкие стали – М.: Металлургия, 1970. Ассонов А. Д. Технология термообработки деталей машин. – М.: Машиностроение 1969.
  4. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. — М.: Металлургия. 1979. — 495 с.

  Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.

  Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.

  голоса

  Рейтинг статьи