Твёрдость по Шору (метод вдавливания): различия между версиями

{{другое значение|У этого термина существует и другое значение, см. [[Твёрдость по Шору (Метод отскока)|Твёрдость по Шору]].<br><br>При этом следует понимать, что хотя в другом значении этот метод так же является методом измерения твёрдости, оба метода 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.}}

'''Твердость по Шору'''  — один из методов измерения твердости [[материал]]ов. Как правило, используется для измерения твердости низкомодульных материалов. Обычно  — [[полимер]]ов: [[пластмассы|пластмасс]], [[эластомер]]ов, [[каучук]]ов и продуктов их [[вулканизация|вулканизации]].

Метод и шкала были предложены Альбертом Ф. Шором в [[1920-е|1920-х]] годах. Он же разработал соответствующий измерительный прибор, называемый дюрометром. <ref>Патент [http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?patentnumber=1770045 US1770045], [http://www.pat2pdf.org/pat2pdf/foo.pl?number=1770045 ''(PDF)'']</ref><ref>Следует отличать от «[[склероскоп]]а»  — прибора для измерения твёрдости по принципиально другому методу измерения [[Твёрдость по Шору (Метод отскока)|твердости по Шору]].</ref>

:* В таблицах допускается обозначение: ''«Твёрдость, ед. Шор(-а) А».''

О дюрометрах и методах говорят как о дюрометрах и методах Шора типов A, B и  т.  д.

Метод отличается сравнительно большим разбросом значений результатов измерений, но удобен своей простотой (в том числе конструкцией измерительного прибора) и оперативностью проведения измерений, позволяя производить их, в том числе, на готовых изделиях, крупногабаритных деталях и криволинейных поверхностях достаточно больших радиусов. Из-за чего получил широкое распространение в производственной практике.

Для измерения дюрометром Шора применяется несколько [[шкала|шкал]], используемых для материалов с различными свойствами. Две наиболее распространенных шкалы  — тип A и тип D. Шкала типа A предназначена для более мягких материалов, в то время как D для более твердых. Помимо этого стандарт [[ASTM]] D2240 предусматривает в общей сложности 12 шкал измерений, используемых в зависимости от целевой задачи; различают типы A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S и R. Все шкалы делятся от 0 до 100 условных единиц, при этом высокие значения соответствуют более твердым материалам.

# Опорная поверхность (площадь не менее 100 мм²) с отверстием диаметром от 2,5 до 3,5  мм, центр которого находится на расстоянии не менее 6  мм от любого края опоры.

# Индентор в виде закаленного стального стержня диаметром 1,10—1,40  мм ''(см. чертёж)''.

# Индикаторное устройство, показывающее степень выдвижения кончика индентора за пределы опорной поверхности. Степень выдвижения может быть измерена непосредственно в условных единицах в диапазоне от 0, для полного выдвижения кончика индентора, равного 2,50 мм + 0,04  мм, до 100 при отсутствии какого-либо выдвижения вообще, что происходит, например, в том случае, когда опорную поверхность индентора плотно прижимают к стеклянной пластинке.

::: где F  — прилагаемая сила, мН;

::: Н_A  — твердость, определенная по дюрометру типа А;

::: где F  — прилагаемая сила, мН;

::: H_D  — твердость, определенная по дюрометру типа D.

|+ Характеристики дюрометров типов A и D (ISO 868)

| A || Закаленный стальной стержень диаметром 1,25 &nbsp;мм, заканчивающийся усеченным конусом с углом при вершине 35° и '''диаметром''' вершины 0,79 &nbsp;мм || 0,550 + 0,075Н_A || ±0,078 || 56 + 7,66Н_A || ±8 || 1&nbsp;кг (12,5&nbsp;Н)

| D || Закаленный стальной стержень диаметром 1,25 &nbsp;мм, заканчивающийся конусом с углом при вершине 30°, '''радиус''' острия 0,10 &nbsp;мм || 0,445Н_D || ±0,441 || 45,36Н_D || ±45 || 5&nbsp;кг (50,0&nbsp;Н)

! rowspan="2"| Тип шкалы || rowspan="2"| Индентор || colspan="42"| Максимальное усилие на инденторе || rowspan="2"| Прижимное усилие<ref name="force" />

| B || Закаленный стальной стержень диаметром 1,25 &nbsp;мм, заканчивающийся конусом с углом при вершине 30°, '''радиус''' острия 0,10 &nbsp;мм || 8,061 || 822 || 1&nbsp;кг

| C || Закаленный стальной стержень диаметром 1,25 &nbsp;мм, заканчивающийся усеченным конусом с углом при вершине 35° и '''диаметром''' вершины 0,79 &nbsp;мм || 44,62 || 4550 || 5&nbsp;кг

| AO, L<ref>Стандарт PV 3931</ref> || Закаленный стальной шарик диаметром 5 &nbsp;мм || 8,064 || 822 || 12,5&nbsp;Н

| DO || Закаленный стальной шарик диаметром 2,38 &nbsp;мм || 44,62 || 4550 || 5&nbsp;кг

| O || Закаленный стальной шарик диаметром 2,38 &nbsp;мм || 8,064 || 822 || 1&nbsp;кг

| OO || Закаленный стальной шарик диаметром 2,38 &nbsp;мм || 1,108 || 113 || 400&nbsp;г

| OOO || Закаленный стальной шарик диаметром 12,7 &nbsp;мм || 1,108 || 113 || 400&nbsp;г

При испытании материалов, твердость которых не зависит от относительной влажности, дюрометр и образцы для испытания кондиционируют не менее 1 ч в условиях одной из стандартных атмосфер<ref>Стандартная атмосфера «23/50»: температура (23 ± 2) °C, относительная влажность 50  %, давление 86—106 кПа.</ref> по [[ГОСТ]] 12423 ([[ISO]] 291), защитив их от воздействия прямых солнечных лучей. При испытании материалов, твердость которых зависит от относительной влажности, образцы для испытаний следует кондиционировать по тем же стандартам или согласно соответствующей нормативно-технической документации на испытуемый материал.

Испытуемый образец должен иметь толщину не менее 6  мм. Для достижения необходимой толщины образец для испытаний может состоять из нескольких тонких слоев, но результаты испытаний, полученные с такими образцами, могут не согласовываться с результатами испытаний цельных образцов, так как поверхности таких слоев иногда не полностью соприкасаются друг с другом.

Размеры образцов должны позволять проводить испытание на расстоянии не менее 12  мм от любого края, если только заранее не будет известно, что при испытаниях на меньшем расстоянии от края достигаются идентичные результаты. Поверхность образца в месте контакта с опорной поверхностью на площади радиусом не менее 6  мм от кончика индентора должна быть очень ровной. На кривых, неровных или шероховатых поверхностях нельзя получить удовлетворительные результаты измерения твердости с помощью дюрометра.

Испытуемый образец помещают на твердую ровную горизонтальную поверхность. Дюрометр устанавливают в вертикальном положении так, чтобы кончик индентора находился на расстоянии не менее 12  мм от любого края образца. Как можно быстрее без толчка к образцу прижимают опорную поверхность дюрометра, держа ее параллельно поверхности испытуемого образца. К опорной поверхности с помощью специального приспособления или груза прилагают давление, достаточное для обеспечения надежного контакта с образцом.

:* ''Лучшая воспроизводимость может быть достигнута путем использования подставки (штатива) для дюрометра или груза, центрируемого по оси индентора, или того и другого вместе для прижатия опорной поверхности к образцу. Для дюрометра типа А рекомендуется масса груза 1  кг, а для дюрометра типа D  — 5  кг.''

Проводят пять измерений твердости в разных местах поверхности образца, но на расстоянии не менее 6  мм от точки предыдущего измерения, и определяют среднее значение.

# тип дюрометра (A, D и  т.  д.);

::* ''Показания можно записывать по следующей форме, твердость по Шору: А/15:45, где A  — тип дюрометра, 15  — время в секундах от момента приведения опорной поверхности в тесный контакт с образцом до момента снятия показания, 45  — показания. Аналогичным образом твердость по Шору D/1:60 означает показание 60, полученное с помощью дюрометра типа D в течение 1 с или от максимального показания.''

{| class="wikitable sortable" style="text-align:center"

! Материал, изделие || Твердость, ед.&nbsp;Шора || ШкалаТип шкалы

| Гелевое сиденье велосипеда || 15-3015—30 || OO

| [[Силикон]]овый [[герметик]] || 10-2510—25 || A

* [[ISO]] 868 Plastics and ebonite  — Determination of indentation hardness by means of a durometer (Shore hardness).