Википедия

Твёрдость: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м →‎Методы измерения твёрдости: пунктуационная опечатка
м Ёфикация с помощью скрипта-ёфикатора
Строка 13:
 
Твёрдость определяется как отношение силы сопротивления к площади поверхности, площади проекции или объёму внедрённой в материал части индентора. Различают ''поверхностную'', ''проекционную'' и ''объёмную'' твёрдость:
* ''поверхностная твёрдость'' — отношение силы сопротивления к площади поверхности внедреннойвнедрённой в материал части индентора;
* ''проекционная твёрдость'' — отношение силы сопротивления к площади проекции внедрённой в материал части индентора;
* ''объёмная твёрдость'' — отношение силы сопротивления к объёму внедрённой в материал части индентора.
 
Твёрдость измеряют в трёх диапазонах: [[макро]], [[микро]], [[нано]]. Макродиапазон регламентирует величину нагрузки на индентор от 2 [[Ньютон (единица измерения)|Н]] до 30 кН. Микродиапазон (см. [[микротвёрдость]]) регламентирует величину нагрузки на индентор до 2 Н и глубину внедрения индентора больше 0,2 [[Микрон|мкм]]. Нанодиапазон регламентирует только глубину внедрения индентора, которая должна быть меньше 0,2 мкм<ref>ISO 14577 Metallic Materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 1: Test method.</ref>. Часто твердостьтвёрдость в нанодиапазоне называют ''нанотвердостью (nanohardness).'' Величина нанотвердости может значительно отличаться от микротвердостимикротвёрдости для одного и того же материала.<ref>Мощенок В. И. Наноиндентирование и нанотвердость материалов // Автомобильный транспорт. 2008. Т. 22. С. 151—154.</ref><ref>[http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article1375 Нанотвёрдость]</ref><!---->.
 
Измеряемая твердостьтвёрдость, 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 твердостьтвёрдость увеличивается — ''обратный размерный эффект'' (''reverse indentation size effect'');
* для индентора в виде пирамиды Виккерса или Берковича — с увеличением нагрузки твердостьтвёрдость уменьшается — ''прямой или просто размерный эффект'' (''indentation size effect'');
* для сфероконического индентора (типа конуса для твердомера Роквелла) — с увеличением нагрузки твердостьтвёрдость сначала увеличивается, когда внедряется сферическая часть индентора, а затем начинает уменьшаться (для конической части индентора).
'''[[Индексы Миллера]]'''
 
Строка 30:
 
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 (твердостьтвёрдость по Мейеру)); размерность единиц твердости по Бринеллю [[Паскаль (единица измерения)|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 закаленнойзакалённой стальной иглы ([[индентор]]а) под действием калиброванной пружины<ref>ГОСТ 24621-91 (ISO 868-85) Определение твёрдости при вдавливании с помощью дюрометра (твёрдость по Шору).</ref>. В данном методе измерительный прибор именуется [[дюрометр]]ом. Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульных материалов ([[полимеры|полимеров]]). Метод Шора, описанный стандартом [[ASTM]] D2240, оговаривает 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты A (для мягких материалов) или D (для более твердыхтвёрдых). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается буквой используемой шкалы, записываемой после числа с явным указанием метода.
::* [[Твёрдость по Шору (Метод вдавливания)#Дюрометры и шкалы Аскер|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 [[индентор]]ами.
:* [[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 ''[[склероскоп]]а'' — измерительного прибора для данного метода), падающий с определённой высоты<ref>ГОСТ 23273-78 Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору).</ref>. ТвердостьТвёрдость 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<ref>[[Украинская Советская Энциклопедия]], Том 12, Киев, 1985 г.</ref><ref>Новый Политехнический Словарь, Москва, Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», Москва, 2000 г.</ref>.
::: ''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) — твердостьтвёрдость оценивается в сравнении с твердостьютвёрдостью 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 твердостьтвёрдость (твердостьтвёрдость по Бухгольцу) полимерных лакокрасочных покрытий при вдавливании индентора «Бухгольца». Метод регламентируют стандарты ISO 2815, DIN 53153, ГОСТ 22233<ref>ГОСТ 22233, Раздел 7. Методы контроля, п. 7.16</ref><ref>«Эксперт». [http://www.expert.ru/printissues/equipment/2007/06/lakokrasochnye_pokrytiya/ Контроль качества лакокрасочных покрытий.]</ref>.
 
Методы измерения твёрдости делятся на две основные категории: статические методы определения твёрдости и динамические методы определения твёрдости.
Строка 48:
Для инструментального определения твёрдости используются приборы, именуемые [[твердомер|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 приближенныеприближённые 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. <!-- «Я устал быть послом рок-н-ролла в неритмичной стране…» — пусть эти кальки с английского и копи-пастные завалы разгребает кто-то другой. Наверно, проще целиком переписать. А в жизни так много ещё важных дел… Простите. -->
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Твёрдость