Determinarea durității metalelor. Diagnosticare tehnica - aparate de incercare nedistructiva: hardimetre, profilometre, calibre de grosime

Acasă

Hazna

Depinde de structura materialului și a altor blană. caracteristici, cap. arr. modulul de elasticitate la și limită la distrugere, cantități. legătura cu care se stabileşte teoria elasticităţii.

Experimental, duritatea este determinată de statică. si dinamica. metode. Static metoda, duritatea se determină prin indentare în suprafața materialului c.-l. un obiect solid - un indentor, care poate fi neglijat sau zgârierea suprafeței probei. Duritatea este evaluată de așa-numitul. numar de duritate care caracterizeaza rezistenta materialului. Dimensiunea numerelor este determinată de principiul măsurării.

Naib. metodele de măsurare a durității conform Brinell, Vickers și Rockwell au devenit larg răspândite. La determinarea conform Brinell, unul întărit cu un diametru d 2,5, 5 sau 10 mm este presat în suprafața de testare la o sarcină dată P de la 625 N la 30 kN. Numărul durității Brinell (în MPa) -HB este raportul dintre sarcină și suprafața amprentei. Pentru a obține date comparabile, materialele relativ dure (HB> 1300) sunt testate la un raport de P / d 2 = 30, materiale de duritate medie (HB 300-1300) - la P / d 2 = 10, moi (HB)< 300)-при P/d 2 = 2,5. Испытания проводят на стационарных или переносных твердомерах при плавном приложении нагрузки и постоянстве выдержки ее в течение определенного времени (обычно 30 с). При определении твердости по Виккерсу в пов-сть материала вдавливают алмазный индентор в виде , имеющего форму правильной четырехгранной пирамиды с двугранным углом при вершине в 136°. Вдавливающая нагрузка выбирается от 50 до 1000 H в зависимости от твердости и толщины образца или изделия. Число твердости по Виккерсу-HV-определяется так же, как при измерении по Бринеллю.

La determinarea durității materialelor (cap. arr.) conform lui Rockwell, un indentor de diamant este presat în suprafață sub forma unui con cu un unghi în partea de sus de 120 ° (scale A și C) - pentru superhard și hard materiale sau sub formă de oțel cu diametrul de 1,588 mm sau 1 / 16 inci (scara B) - pentru materiale cu duritate scăzută; numere de duritate-conform. HRA și HRB. S-a luat ca unitate de duritate valoarea corespunzatoare deplasarii axiale a conului cu 0,002 mm la o sarcina de 100 N. Incercarea se efectueaza cu harditometre dotate cu unul numeric.

La determinarea durității etc. a materialelor elastice, un con cu vârful tocit este presat în suprafața lor - metoda Shor. Adâncimea de scufundare se măsoară în timpul acțiunii sarcinii și se caracterizează prin dimensiunea arcului care susține indentatorul. În acest caz, o duritate egală cu 0 corespunde adâncimii totale de imersie, o duritate egală cu 100, este forța de împingere de la (8,06 N sau mai mult).

La static metodele includ metoda sclerometriei - zgârierea suprafeței unora și un indentor sub formă de piramidă de diamant, con, bilă sau decomp. duritate. Duritatea este măsurată prin sarcina necesară pentru a crea o zgârietură, prin lățimea zgârieturii formate sub o sarcină dată sau prin forța necesară pentru a zgâria. Pentru a determina duritatea relativă, se utilizează scara Mohs (vezi).

Dinamica metodelor h. se bazează pe amprentarea sub încărcare de impact, când duritatea este definită ca rezistența unui material la plasticitate. deformare la impact sau recul din materialul unui percutor în cădere liberă sau al unui pendul cu percutor. În acest din urmă caz, duritatea este definită ca rezistența materialului la elastic și elastic-plastic. . Uneori se foloseşte o metodă de determinare a durităţii prin atenuarea oscilaţiilor pendulului la intrarea în contact cu materialul testat, prin rezistenţa la uzură abrazivă, tăiere, şlefuire etc.

Măsurarea durității metalelor

În industria prelucrării metalelor, testele de duritate sunt cele mai comune dintre toate testele mecanice. Sunt produse mult mai des decât determinarea altor caracteristici mecanice ale metalelor: rezistență, alungire relativă etc.

Pentru a determina duritatea sunt dispozitive speciale numite teste de duritate. Corpul de lucru al fiecărui tester de duritate, care vine în contact cu suprafața metalului testat, este un vârf (indentor). Vârfurile pot fi corpuri de diverse forme geometrice: o minge, un con, o piramidă etc., realizate dintr-un material mai dur decât cel testat, de exemplu, oțel călit, diamant, aliaj dur.

În funcție de natura sarcinii aplicate în timpul încercării, se face distincția între duritatea statică și dinamică. În primul caz, sarcina este aplicată pe indentor fără probleme, în al doilea - prin impact.

Cea mai comună este determinarea durității statice pe testerele de duritate Brinell, Rockwell și Vickers prin presarea unei bile, respectiv conului, piramidei în metalul testat. Cantitatea de penetrare a vârfului în suprafața metalului testat caracterizează duritatea acestuia. Cu cât metalul este mai dur, cu atât pătrunderea este mai mică și invers. Prin urmare, duritate - proprietatea unui metal de a rezista la patrunderea altui corp mai solid. Când vârful este introdus, are loc o aplicare de contact (locală) a unei sarcini, sub acțiunea căreia metalul testat este deformat plastic într-un volum limitat. În acest caz, deformarea este mai mică, cu atât metalul este mai dur. Prin urmare, puteți spune asta: duritate - aceasta este rezistența metalului la deformarea plastică în timpul aplicării de contact a sarcinii.

Exemple de determinare a durității dinamice sunt metodele lui Poldi și Shor. În primul caz, o bilă de oțel este presată în metalul de testat și o probă de referință, a cărei duritate este cunoscută, simultan. Comparația imprimeurilor obținute pe standard și metalul testat face posibilă determinarea durității acestuia din urmă. În cel de-al doilea caz, duritatea este estimată prin înălțimea returului de pe suprafața de încercare a percutorului care cade de la o înălțime constantă: cu cât percutorul a revenit mai mare, cu atât metalul testat este mai dur. Metoda se bazează pe proprietățile elastice ale metalului, de aceea se numește metoda de determinare a durității prin metoda recul elastic. Se efectuează pe un dispozitiv numit scleroscopul lui Shor. Scala scleroscopului are 140 de diviziuni. O revenire de 100 de diviziuni corespunde durității oțelului călit cu conținut ridicat de carbon. Greutatea percutorului este de 2,5 g, vârful său este din diamant sau oțel călit. În practica încercărilor mecanice, determinarea durității dinamice conform Shore este în prezent limitată. Utilizarea pe scară largă a testelor de duritate se datorează mai multor motive. Testele sunt efectuate rapid, necesită puțin timp pentru pregătire și sunt simple ca tehnică. În acest caz, fabricarea de mostre speciale nu este adesea necesară, deoarece testele pot fi efectuate direct pe piesă fără a o distruge. Cu ajutorul tabelelor de conversie, puteți compara duritatea metalului măsurată prin diferite metode (Anexa 1).

În unele cazuri, există o relație între duritate și alte proprietăți mecanice. De exemplu, cunoscând duritatea, se poate aprecia mărimea rezistenței la tracțiune folosind formula

σ B = La· HB,

unde: σ B - rezistența la tracțiune (rezistența la tracțiune), kgf / mm 2;

La- coeficient;

HB- Numărul de duritate Brinell.

Sens La, conform lui N. A. Minkevich, I. A. Oding, N. V. Geveling, următoarele:

oțel de duritate HB 120-175 .............. 0,34

oțel de duritate HB 175-450 . ……... 0,35

cupru, alamă și bronz recoapte... .. 0,55

cupru, alamă și bronz nituite. ...…. 0,10

aluminiu și aliajele sale HB 20-45 ...0,33-0,36

duraluminiu recoacet......………......... 0,36

duraluminiu după întărire și îmbătrânire….. 0,36.

Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că nu există o metodă generală exactă pentru conversia numerelor de duritate măsurate printr-o metodă în numerele de duritate pe alte scale, precum și la rezistența la tracțiune. Astfel de transferuri se fac atunci când există o bază solidă pentru ele datorită testelor comparative anterioare.

Duritatea metalelor se măsoară prin metodele Brinell, Rockwell, Vickers, Poldi etc.

Duritatea metalelor

rezistența metalelor la indentare. T. m. nu este o constantă fizică, ci este o proprietate complexă care depinde atât de rezistență și plasticitate, cât și de metoda de măsurare. T. m. se caracterizează printr-un număr de duritate. Cel mai adesea pentru măsurarea lui T. m folosiți o metodă de indentare. În acest caz, valoarea durității este egală cu sarcina raportată la suprafața amprentei sau invers proporțională cu adâncimea amprentei la o sarcină fixă. Amprenta se face de obicei cu o bila de otel intarit (metode Brinell, Rockwell), un con de diamant (metoda Rockwell) sau o piramida de diamant (metoda Vickers, masurarea microduritatii (vezi Microduritate)). Mai puțin utilizate sunt metodele de măsurare dinamică, în care măsura durității este înălțimea bilei de oțel care sare pe suprafața metalului studiat (de exemplu, metoda Shore) sau timpul de amortizare al oscilației pendulului, suportul de care este metalul studiat (metoda Kuznetsov-Herbert-Rehbinder). Metoda de măsurare a termometrelor cu ajutorul vibrațiilor ultrasonice, care se bazează pe măsurarea răspunsului unui sistem oscilator (modificări ale frecvenței sale naturale) la duritatea metalului testat, câștigă popularitate. Numerele durității sunt indicate în unități HB(metoda Brinell), HV(metoda Vickers), HR(metoda Rockwell), unde H din engleză hardness - hardness. Deoarece atât o bilă de oțel, cât și un con de diamant sunt utilizate la determinarea durității prin metoda Rockwell, sunt adesea introduse denumiri suplimentare - LA(minge), Cuși DAR(con, sarcini diferite). Conform unor tabele sau diagrame speciale, numerele de duritate pot fi recalculate (de exemplu, numărul de duritate Rockwell poate fi convertit în numărul de duritate Brinell). Alegerea metodei de determinare a durității depinde de materialul studiat, de dimensiunea și forma probei sau a produsului și de alți factori.

Duritatea este foarte sensibilă la modificările structurii metalului. Când temperatura se modifică sau după diferite tratamente termice și mecanice, valoarea T. m. și aliajele se modifică în aceeași direcție cu limita de curgere; prin urmare, adesea la monitorizarea modificării proprietăților mecanice după diferite tratamente, metalul se caracterizează prin duritate, care se măsoară mai ușor și mai rapid. Măsurătorile de microduritate sunt utilizate în studiul proprietăților mecanice ale granulelor individuale, precum și ale componentelor structurale (vezi Componenta structurală) ale aliajelor complexe.

Pentru o evaluare relativă a rezistenței la căldură a materialelor metalice, se folosește uneori așa-numita duritate pe termen lung (sau microduritate), care se măsoară la o temperatură ridicată timp îndelungat (minute, ore).

Lit.: Geller Yu. A., Rakhshtadt A. G., Materials Science, ed. a 4-a, M., 1975, p. 167-90.

V. M. Rosenberg.

Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .

Vedeți ce este „Duritatea metalelor” în alte dicționare:

Rezistenta materialului la indentare sau zgarieturi. T. nu este o constantă fizică, ci este o proprietate complexă care depinde atât de rezistența și plasticitatea materialului, cât și de metoda de măsurare. Vezi Duritate pentru mai multe detalii ......

Acest termen are un alt sens, vezi Duritate Shore. Trebuie înțeles că, deși într-un sens diferit această metodă este și o metodă de măsurare a durității, ambele metode sunt propuse de același autor, au același ... ... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Duritate (sensuri). Duritatea este capacitatea unui material de a rezista la pătrunderea unui alt corp de indentor mai dur în el pe întregul interval de încărcare: din momentul contactului cu ... ... Wikipedia

Aliaje metalice, aliaje metalice, sisteme solide și lichide, formate în principal prin fuziunea a două sau mai multe metale, precum și a metalelor cu diverse nemetale. Termenii." inițial se referea la materiale cu metale ...... Marea Enciclopedie Sovietică

Metalul într-un cuptor termic Tratamentul termic al metalelor și aliajelor Procesul de tratare termică a produselor metalice, al cărui scop este de a schimba structura și proprietățile într-o direcție dată ... Wikipedia

Duritatea Rockwell- Metoda Rockwell [din numele metalurgistului american S. Rockwell, care a dezvoltat această metodă] o metodă de determinare a durității materialelor (în principal a metalelor) prin presarea unui indentor de diamant în suprafața de testare cu un unghi la ... ... Dicţionar metalurgic- Metode de măsurare a durității Shore: Duritate Shore (metoda Indentation) pentru materiale cu modul mic (polimeri). Duritate Shore (metoda rebound) pentru materiale cu modul înalt (metale) ... Wikipedia

Călirea metalelor, un tip de tratament termic, care constă în încălzirea unui aliaj întărit la o temperatură sub punctul critic inferior, menținerea și răcirea ulterioară. Termenul „O”. aplicat în principal pe oțeluri. Procese de dezintegrare... Marea Enciclopedie Sovietică

Duritate

Duritate- aceasta este capacitatea unui material de a rezista la pătrunderea unui alt corp, mai solid - un indentator în el în întreaga gamă de încărcare: de la momentul contactului cu suprafața și până la adâncimea până la adâncimea maximă. Există metode de determinare restauratși nerecuperată duritate.

Metoda de determinare restaurat duritate.

Duritatea este definită ca raportul dintre mărimea sarcinii și suprafața suprafeței, zona de proiecție sau volumul de indentare. Distinge superficial, proiecțieși volumetric duritate:

duritatea suprafeței - raportul dintre încărcare și suprafața amprentei;
duritatea de proiecție - raportul dintre sarcină și aria de proiecție a amprentei;
duritate în vrac - raportul dintre încărcare și volumul amprentei.

Metoda de determinare nerecuperată duritate.

Duritatea este definită ca raportul dintre forța de rezistență și aria suprafeței, aria de proiecție sau volumul părții indenterului înglobat în material. Distinge superficial, proiecțieși volumetric duritate:

duritatea suprafeței - raportul dintre forța de rezistență și suprafața părții indenterului încorporat în material;
duritatea de proiecție - raportul dintre forța de rezistență și aria de proiecție a părții indenterului încorporat în material;
duritate în vrac - raportul dintre forța de rezistență și volumul părții indenterului încorporat în material.

Duritatea este măsurată în trei intervale: macro, micro, nano. Macrogama reglează sarcina pe indentor de la 2 la 30 kN. Microgama reglează sarcina pe indentor până la 2 N, iar adâncimea de penetrare a indentorului este mai mare de 0,2 µm. Nanorange reglează doar adâncimea de penetrare a indentorului, care ar trebui să fie mai mică de 0,2 µm. Duritatea la scară nanometrică este adesea denumită nanoduritate [termen necunoscut] .

Duritatea măsurată depinde în primul rând de sarcina aplicată pe indentor. Această dependență se numește efect de dimensiune, în literatura engleză - efectul mărimii indentării. Natura dependenței durității de sarcină este determinată de forma indentorului:

pentru un indentor sferic - cu sarcina crescândă, duritatea crește - efect de dimensiune inversă (efect de dimensiune a indentării inverse);
pentru un indentor sub forma unei piramide Vickers sau Berkovich - cu sarcina crescândă, duritatea scade - efect direct sau doar dimensional (efectul mărimii indentării);
pentru un indentor sferic (ca un con pentru un tester de duritate Rockwell) - odată cu creșterea sarcinii, duritatea crește mai întâi atunci când este introdusă partea sferică a indentorului și apoi începe să scadă (pentru partea sferică a indentorului).

Indirect, duritatea poate depinde și de:

număr de coordonare- cu cât numărul este mai mare, cu atât duritatea este mai mare.
Natura legăturii chimice
Din direcție (de exemplu, mineralul disthene - duritatea sa de-a lungul cristalului este 4 și peste - 7)
Flexibilitate- mineralul se îndoaie ușor, îndoirea nu se îndreaptă (de exemplu, talc)
elasticitate- mineralul se îndoaie dar se îndreaptă (de exemplu, mica)
Viscozitate- mineralul este greu de spart (de exemplu, jadeit)
și o serie de alte proprietăți fizice și mecanice ale materialului.

Cele mai dure materiale care există astăzi sunt două modificări alotropice ale carbonului - lonsdaleitul, care este cu 58% mai dur decât diamantul și fullerita (de aproximativ 2 ori mai dur decât diamantul). Cu toate acestea, aplicarea practică a acestor substanțe este încă puțin probabilă. Cea mai dură substanță comună este diamantul (10 unități pe scara Mohs, vezi mai jos).

Metode de măsurare a durității

Dispozitivul Poldi

Metodele de determinare a durității în funcție de metoda de aplicare a sarcinii se împart în: 1) staticși 2) dinamic(tobe).

Există mai multe scale (metode de măsurare) pentru măsurarea durității:

Metoda Brinell - duritatea este determinată de diametrul amprentei lăsate de o minge de metal presată în suprafață. Duritatea este calculată ca raportul dintre forța aplicată mingii și zona de amprentă (mai mult, aria de amprentă este luată ca aria unei părți a sferei și nu ca aria unui cerc (duritatea Meyer). )); unitatea de duritate conform Brinell este MPa (kg-s/mm²). Numărul de duritate Brinell conform GOST 9012-59 este înregistrat fără unități de măsură. Duritatea determinată prin această metodă se notează HB, unde H = duritate (duritate, Engleză), B - Brinell;
Metoda Rockwell - duritatea este determinată de adâncimea relativă a adâncirii unei bile de metal sau a unui con de diamant în suprafața materialului testat. Duritatea determinată prin această metodă este adimensională și este desemnată HR, HRB, HRC și HRA; duritatea se calculează prin formula HR = 100 (130) − kd, Unde d- adâncimea adâncirii vârfului după îndepărtarea sarcinii principale și k- coeficient. Astfel, duritatea maximă Rockwell pe scara A și C este de 100 de unități, iar pe scara B - 130 de unități.
Metoda Vickers - duritatea este determinată de aria amprentei lăsată de o piramidă de diamant tetraedrică presată în suprafață. Duritatea este calculată ca raportul dintre sarcina aplicată piramidei și aria amprentei (mai mult, aria amprentei este luată ca aria unei părți a suprafeței piramidei și nu ca aria de rombul); Unități de duritate Vickers kg-s/mm². Duritatea determinată prin această metodă este desemnată HV;
Metode de țărm:

Durometre și cântare Asker - după principiul măsurării, corespunde metodei de indentare (după Shore). Firma si nationala Modificarea japoneză a metodei. Folosit pentru materiale moi și elastice. Se deosebește de metoda clasică Shore prin anumiți parametri ai dispozitivului de măsurare, nume de marcă ale cântarelor și indentatoare.

Trebuie înțeles că, deși ambele metode sunt metode de măsurare a durității, propuse de același autor, au aceleași nume și aceleași denumiri ale scalelor, acestea nu sunt versiuni ale unei singure metode, ci două metode fundamental diferite cu scară diferită. valori, descrise de diferite standarde.

Metodele de măsurare a durității se împart în două categorii principale: metode de duritate statică și metode de duritate dinamică.

Pentru determinarea instrumentală a durității se folosesc dispozitive numite teste de duritate. Metodele de determinare a durității, în funcție de gradul de impact asupra obiectului, se pot referi atât la metode nedistructive, cât și la cele distructive.

Metodele existente pentru determinarea durității nu reflectă pe deplin nicio proprietate fundamentală specifică a materialelor, prin urmare nu există o relație directă între diferitele scale și metode, dar există tabele aproximative care leagă scalele metodelor individuale pentru anumite grupuri și categorii de materiale. Aceste tabele sunt construite doar pe baza rezultatelor testelor experimentale și nu există teorii care să permită metodei de calcul să treacă de la o metodă de determinare a durității la alta.

O metodă specifică pentru determinarea durității este selectată în funcție de proprietățile materialului, sarcinile de măsurare, condițiile de implementare a acestuia, echipamentele disponibile etc.

În CSI, nu toate scalele de duritate sunt standardizate.

Reguli

GOST 8.062-85 „Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Standard special de stat și schema de verificare de stat pentru instrumentele de măsurare a durității conform scalelor Brinell"
GET 33-85 „Stabiliți standardul special al unităților de duritate conform scalelor Brinell”
GOST 24621-91 (ISO 868-85) „Determinarea durității indentării folosind un durometru (duritate Shore)”.
GOST 263-75 „Cauciuc. Metoda de testare a durității Shore A.
GOST 23273-78 „Metale și aliaje. Măsurarea durității prin metoda recul elastic al percutorului (conform Shore).
ISO 2815 „Vopsele și lacuri - Testul de indentare Buchholz”.
DIN 53153 duritate Buchholz.
ISO 14577 Materiale metalice. Test de indentare instrumentat pentru duritatea și parametrii materialelor. Partea 1: Metoda de testare.

Note

Legături

Tabel comparativ de duritate la diferite scări. (Notă: În tabel, scara Shore corespunde metodei de revenire.)

Fundația Wikimedia. 2010 .

Sinonime:

Evers, Hans Heinz
bouldering

Vedeți ce înseamnă „Duritate” în alte dicționare:

Fermetate (etica)- Acest termen are alte semnificații, vezi Duritate (sensuri). Fermitatea (de asemenea fermitatea caracterului, fermitatea voinței) este o trăsătură de caracter caracterizată prin consecvență și perseverență în atingerea obiectivelor sau susținerea opiniilor. ...... Wikipedia

Duritate Shore (metoda de indentare)- Acest termen are un alt sens, vezi Duritate Shore. Trebuie inteles ca desi in alt sens aceasta metoda este si o metoda de masurare a duritatii, ambele metode sunt propuse de acelasi autor, au acelasi ... ... Wikipedia

duritate- și; bine. 1) la dur 2), 3), 4), 5), 6), 7), 8), 9) Duritatea lemnului. Forța spiritului. Fermetate de voință, caracter, convingeri. Duritatea memoriei. Fermetatea deciziei. Rigiditatea miscarii... Dicționar cu multe expresii

Duritate Shore (metoda rebound)- Acest termen are un alt sens, vezi Duritate Shore. Trebuie inteles ca desi in alt sens aceasta metoda este si o metoda de masurare a duritatii, ambele metode sunt propuse de acelasi autor, au acelasi ... ... Wikipedia

Duritatea jderului- duritate sclerometrică duritate scleroscop - Subiecte industria petrolului și gazelor Sinonime duritate scleroscopică duritate scleroscop EN ... ... Manualul Traducătorului Tehnic

Duritatea metalelor- rezistenta metalelor la indentare. T. m. nu este o constantă fizică, ci este o proprietate complexă care depinde atât de rezistență și plasticitate, cât și de metoda de măsurare. T. m. se caracterizează printr-un număr de duritate. Cel mai… …

Duritatea Brinell- metoda Brinell [din numele inginerului suedez J.A. Brinell] o metodă pentru determinarea durității materialelor prin presarea unei bile de oțel călit cu diametrul de 2,5 în suprafața de încercare; 5 si 10 mm cu sarcina P de la 625 N la 30 kN. Număr… … Dicţionar metalurgic

Duritatea Vickers- Metoda Vickers [pe denumirea concernului industrial militar englez Vickers (Vickers Limited)] o metodă de determinare a durității materialelor prin presare în suprafața unei probe sau a unui produs al unui indentor de diamant având forma unui tetraedric obișnuit. . Dicţionar metalurgic

Duritatea mineralelor- proprietatea mineralelor de a rezista la pătrunderea altor corpuri în ele. Duritatea este o caracteristică diagnostică și tipomorfă importantă a unui mineral, o funcție a compoziției și structurii sale, care reflectă în diferite grade condițiile de formare a mineralelor. T. m... Marea Enciclopedie Sovietică

Duritate - proprietatea unui material de a rezista la introducerea în el a unui alt corp, mai solid - un indentor.

Duritatea este definită ca raportul dintre mărimea sarcinii și suprafața suprafeței, zona de proiecție sau volumul de indentare.

Există duritatea de suprafață, de proiecție și de volum:

Duritatea suprafeței -- raportul dintre încărcare și suprafața amprentei;

Duritatea de proiecție - raportul dintre sarcină și aria de proiecție a amprentei;

Duritatea în vrac este raportul dintre sarcină și volumul amprentei.

Duritatea este definită ca raportul dintre forța de rezistență și aria suprafeței, aria de proiecție sau volumul părții indenterului înglobat în material. Există duritatea de suprafață, de proiecție și de volum:

Duritatea suprafeței este raportul dintre forța de rezistență și suprafața părții indenterului încorporat în material;

Duritatea de proiecție - raportul dintre forța de rezistență și aria de proiecție a părții de indentor încorporată în material;

Duritatea în vrac este raportul dintre forța de rezistență și volumul părții de indentor încorporată în material.

Duritatea este măsurată în trei intervale: macro, micro, nano. Gama macro reglează sarcina pe indentor de la 2N la 30 kN. Microgama reglează sarcina pe indentor până la 2 N, iar adâncimea de penetrare a indentorului este mai mare de 0,2 µm. Nanorange reglează doar adâncimea de penetrare a indentorului, care ar trebui să fie mai mică de 0,2 µm. Duritatea la scară nanometrică este adesea denumită nanoduritate.

Duritatea măsurată depinde în primul rând de sarcina aplicată pe indentor. Această dependență se numește efectul mărimii, în literatura engleză - efectul mărimii indentării. Natura dependenței durității de sarcină este determinată de forma indentorului:

Pentru un indentor sferic -- cu sarcina crescândă, duritatea crește -- efect invers de mărime a indentației;

Pentru un indentor sub forma unei piramide Vickers sau Berkovich - cu sarcina crescândă, duritatea scade - un efect direct sau pur și simplu dimensional (efectul mărimii indentării);

Pentru sfero-conic - cu sarcina crescândă, duritatea crește mai întâi când este introdusă partea sferică a indentorului, apoi începe să scadă (pentru partea sfero-conică a indentorului).

Indirect, duritatea poate depinde și de:

1. Distanţe interatomice.

2. Numărul de coordonare - cu cât numărul este mai mare, cu atât duritatea este mai mare.

3. Valenţe.

4. Natura legăturii chimice

5. Din direcție (de exemplu, mineralul disten - duritatea sa de-a lungul cristalului este de 4 și peste - 7)

6. Friabilitate și maleabilitate

7. Flexibilitate - mineralul se îndoaie ușor, îndoirea nu se îndreaptă

8. Elasticitate - mineralul se îndoaie, dar se îndreaptă

9. Vâscozitate -- mineralul este greu de spart (cum ar fi jadeitul)

10. Decolteu

11. și o serie de alte proprietăți fizice și mecanice ale materialului.

Cele mai dure materiale care există astăzi sunt două modificări alotropice ale carbonului - lonsdaleitul, care este cu 58% mai dur decât diamantul și fullerita. Cu toate acestea, aplicarea practică a acestor substanțe este încă puțin probabilă. Cea mai dură substanță comună este diamantul.

Metodele de determinare a durității după metoda de aplicare a sarcinii se împart în: 1) statice și 2) dinamice (șoc).

Există mai multe scale pentru măsurarea durității:

Metoda Brinell - duritatea este determinată de diametrul amprentei lăsate de o minge de metal presată în suprafață. Duritatea este calculată ca raportul dintre forța aplicată mingii și zona de amprentă (mai mult, aria de amprentă este luată ca aria unei părți a sferei și nu ca aria cercului; unitatea duritatea Brinell este MPa (kg-s/mm²) Numărul durității Brinell conform GOST 9012 -59 este scris fără unități Duritatea determinată prin această metodă se notează HB, unde H = duritate, B este Brinell;

Metoda Rockwell - duritatea este determinată de adâncimea relativă a adâncirii unei bile de metal sau a unui con de diamant în suprafața materialului testat. Duritatea determinată prin această metodă este adimensională și este desemnată HR, HRB, HRC și HRA; duritatea se calculează cu formula HR = 100 (130)? kd, unde d este adâncimea de adâncime a vârfului după îndepărtarea sarcinii principale și k este coeficientul. Astfel, duritatea maximă Rockwell pe scara A și C este de 100 de unități, iar pe scara B - 130 de unități.

Metoda Vickers - duritatea este determinată de aria amprentei lăsată de o piramidă de diamant tetraedrică presată în suprafață. Duritatea este calculată ca raportul dintre sarcina aplicată piramidei și aria amprentei; unitatea de duritate conform lui Vickers este kg-s/mm². Duritatea determinată prin această metodă este desemnată HV;

Metode de țărm:

Duritate Shore (metoda Indentation) - duritatea este determinată de adâncimea de pătrundere în materialul unui ac special din oțel întărit (indenter) sub acțiunea unui arc calibrat. În această metodă, instrumentul de măsurare este denumit durometru. De obicei, metoda Shore este utilizată pentru a determina duritatea materialelor cu modul scăzut (polimeri). Metoda Shore, descrisă de ASTM D2240, specifică 12 scale de măsurare. Opțiunile cele mai frecvent utilizate sunt A (pentru materiale moi) sau D (pentru materiale mai dure). Duritatea determinată prin această metodă este indicată de litera scalei utilizate, scrisă după număr cu indicarea explicită a metodei.

Durometre și cântare Asker - după principiul măsurării, corespunde metodei de indentare (după Shore). Firma si nationala Modificarea japoneză a metodei. Folosit pentru materiale moi și elastice. Se deosebește de metoda clasică Shor prin anumiți parametri ai dispozitivului de măsurare, nume de marcă ale cântarelor și indentatoare.

Duritatea Shore (metoda Rebound) este o metodă de determinare a durității materialelor foarte dure (cu modul înalt), în principal metale, în funcție de înălțimea la care sare un percutor special (partea principală a scleroscopului - un instrument de măsurare pentru această metodă) după impact, căderea de la o anumită înălțime. Duritatea conform acestei metode Shore este estimată în unități convenționale proporționale cu înălțimea retragerii percutorului. Scalele principale sunt C și D. Desemnate HSx, unde H este duritatea, S este Shore și x este litera latină care indică tipul de scară utilizat în măsurare.

Metoda Kuznetsov - Herbert - Rehbinder - duritatea este determinată de timpul de amortizare al oscilațiilor pendulului, al cărui suport este metalul studiat;

Metoda Poldi (imprimare cu bile dublă) - duritatea este evaluată în comparație cu duritatea standardului, testul se efectuează prin indentarea la impact a unei bile de oțel simultan în probă și etalon;

Scara Mohs este determinată de care dintre cele zece minerale standard zgârie materialul de testat și care dintre cele zece minerale standard este zgâriat de materialul de testat.

Metoda Buchholz este o metodă de determinare a durității folosind instrumentul Buchholz. Proiectat pentru testarea durității (duritatea Buchholz) a straturilor de vopsea polimerică atunci când indentatorul Buchholz este presat. Metoda este reglementată de standardele ISO 2815, DIN 53153, GOST 22233.

Metodele de măsurare a durității se împart în două categorii principale: metode de duritate statică și metode de duritate dinamică. Pentru determinarea instrumentală a durității se folosesc dispozitive numite teste de duritate. Metodele de determinare a durității, în funcție de gradul de impact asupra obiectului, se pot referi atât la metode nedistructive, cât și la cele distructive. Metodele existente pentru determinarea durității nu reflectă pe deplin nicio proprietate fundamentală specifică a materialelor, prin urmare nu există o relație directă între diferitele scale și metode, dar există tabele aproximative care leagă scalele metodelor individuale pentru anumite grupuri și categorii de materiale. Aceste tabele sunt construite doar pe baza rezultatelor testelor experimentale și nu există teorii care să permită metodei de calcul să treacă de la o metodă de determinare a durității la alta. O metodă specifică pentru determinarea durității este selectată în funcție de proprietățile materialului, sarcinile de măsurare, condițiile de implementare a acestuia, echipamentele disponibile etc.

În CSI, nu toate scalele de duritate sunt standardizate.

Secțiuni