Твёрдость - это сопротивление тела внедрению индентора - другого твёрдого тела. Способы испытания твёрдости подразделяются на статические и динамические.
К статическим относятся способы измерения твёрдости по Бринеллю, Викерсу, Роквеллу, Кнупу; к динамическим - способы измерения твёрдости по Шору, Шварцу, Бауману, Польди, Морину, Граве.
Измерения твёрдости осуществляют при 20±10°С.
Измерение твёрдости по Бринеллю
Бринелля метод [по имени шведского инженера Ю.А.Бринелля (J.A.Brinell)] - способ определения твёрдости материалов вдавливанием в испытываемую поверхность стального закалённого шарика диаметром 2,5; 5 и 10 мм пр нагрузке P от 625 H до 30 кН. Число твёрдости по Бринеллю HB - отношение нагрузки (кгс) к площади (мм2) поверхности отпечатка. Для получения сопоставимых результатов относительной твёрдости материалы (HB свыше 130) испытывают при отношении P:D2=30, материалы средней твёрдости (HB 30-130) - при P:D2=10, мягкие (HB<30) - при P:D2=2,5. Испытания по методу Бринелля проводят на стационарных твердомерах - прессах Бринелля, обеспечивающих плавное приложение заданной нагрузки к шарику и постоянство её при выдержке в течение установленного времени (обычно 30 секунд).
Метод измерения твердости металлов по Бринеллю регламентирует ГОСТ 9012-59 "Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю": Стандарт устанавливает метод измерения твердости по Бринеллю металлов с твердостью не более 650 единиц. Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием усилия, приложенного перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия. ГОСТ 9012-59, в частности, определяет требования, предъявляемые к отбору образцов металла для измерения твёрдости по Бринеллю - размер образцов, шероховатость поверхности и др.
Измерение твёрдости по Роквеллу
Роквелла метод [по имени американского металлурга С.Роквелла (S.Rockwell), разработавшего этод метод] - способ определения (измерения) твёрдости материалов (главным образом металлов) вдавливанием в испытываемую поверхность алмазного индентора с углом при вершине 120° (шкалы А и С) или стального закалённого шарика диаметром 1/16 дюйма или 1,588 мм (шкала B. Твёрдость по Роквеллу выражается в условных единицах. За единицу твёрдости принята величина, соответствующая перемещению индентора на 0,002 мм. Испытание методов Роквелла проводят на специальном настольном приборе, снабжённом индикатором, который показывает число твёрдости. ГОСТ 23677-79.
Таблица соответствия HB – HRC (Перевод значений твёрдости)
(соотношение твёрдости по Бриннелю твёрдости по Роквеллу,определяемых методами в соответствии с ГОСТ 8.064-79)
|
Твердость по Роквеллу |
Твердость по Роквеллу | Твердость по Бринеллю | |
| HRCэ | HRC | D=10мм HB | Р=3000кг диаметр отпечатка в мм |
| - | - | HB 95,0 | 6 |
| - | - | HB 100 | 5,87-5,89 |
| - | - | HB 111 | 5,60-5,62 |
| - | - | HB 115 | 5,51-5,53 |
| - | - | HB 116 | 5,49-5,50 |
| - | - | HB 120 | 5,41-5,42 |
| - | - | HB 125 | 5,31-5,42 |
| - | - | HB 130 | 5,22 |
| - | - | HB 135 | 5,13 |
| - | - | HB 137 | 5,09-5,10 |
| - | - | HB 138 | 5,07-5,08 |
| - | - | HB 140 | 5,04-5,05 |
| - | - | HB 141 | 5,02-5,03 |
| - | - | HB 142 | 5,01 |
| - | - | HB 143 | 5 |
| - | - | HB 143 | 4,99 |
| - | - | HB 144 | 4,98 |
| - | - | HB 144 | 4,97 |
| - | - | HB 145 | 4,96 |
| - | - | HB 146 | 4,95 |
| - | - | HB 152 | 4,86 |
| - | - | HB 161 | 4,72-4,73 |
| - | - | HB 164 | 4,68-4,69 |
| - | - | HB 167 | 4,64-4,65 |
| - | - | HB 170 | 4,60-4,61 |
| - | - | HB 174 | 4,55-4,56 |
| - | - | HB 179 | 4,49-4,50 |
| - | - | HB 185 | 4,42-4,43 |
| - | - | HB 197 | 4,29-4,30 |
| - | - | HB 198 | 4,28 |
| - | - | HB 199 | 4,27 |
| - | - | HB 200 | 4,26 |
| - | - | HB 201 | 4,25 |
| - | - | HB 202 | 4,24 |
| - | - | HB 203 | 4,23 |
| - | - | HB 204 | 4,22 |
| - | - | HB 205 | 4,21 |
| HRCэ 20,0 | HRC 17,9 | HB 206 | 4,2 |
| HRCэ 20,5 | HRC 18,3 | HB 209 | 4,18 |
| HRCэ 21,0 | HRC 19,0 | HB 212 | 4,15 |
| HRCэ 21,5 | HRC 19,7 | HB 215 | 4,12 |
| HRCэ 22,0 | HRC 20,1 | HB 217 | 4,1 |
| HRCэ 22,5 | HRC 20,5 | HB 219 | 4,08 |
| HRCэ 23,0 | HRC 20,9 | HB 222 | 4,06 |
| HRCэ 23,5 | HRC 21,3 | HB 224 | 4,04 |
| HRCэ 24,0 | HRC 22,0 | HB 229 | 4 |
| HRCэ 24,5 | HRC 22,4 | HB 231 | 3,98 |
| HRCэ 25,0 | HRC 22,8 | HB 234 | 3,96 |
| HRCэ 25,5 | HRC 23,6 | HB 239 | 3,92 |
| HRCэ 26,0 | HRC 24,0 | HB 241 | 3,9 |
| HRCэ 26,5 | HRC 24,4 | HB 244 | 3,88 |
| HRCэ 27,0 | HRC 24,8 | HB 246 | 3,86 |
| HRCэ 27,5 | HRC 25,6 | HB 252 | 3,82 |
| HRCэ 28,0 | HRC 26,0 | HB 255 | 3,8 |
| HRCэ 28,5 | HRC 26,4 | HB 257 | 3,78 |
| HRCэ 29,0 | HRC 27,3 | HB 263 | 3,74 |
| HRCэ 30,0 | HRC 28,1 | HB 269 | 3,7 |
| HRCэ 30,5 | HRC 28,6 | HB 272 | 3,68 |
| HRCэ 31,0 | HRC 29,0 | HB 275 | 3,66 |
| HRCэ 31,5 | HRC 29,4 | HB 278 | 3,64 |
| HRCэ 32,0 | HRC 29,9 | HB 282 | 3,62 |
| HRCэ 32,5 | HRC 30,3 | HB 285 | 3,6 |
| HRCэ 33,0 | HRC 30,8 | HB 288 | 3,58 |
| HRCэ 33,5 | HRC 31,6 | HB 295 | 3,54 |
| HRCэ 34,0 | HRC 32,1 | HB 298 | 3,52 |
| HRCэ 34,5 | HRC 32,5 | HB 302 | 3,5 |
| HRCэ 35,0 | HRC 33,0 | HB 306 | 3,48 |
| HRCэ 35,5 | HRC 33,8 | HB 313 | 3,44 |
| HRCэ 36,0 | HRC 34,3 | HB 317 | 3,42 |
| HRCэ 36,5 | HRC 34,7 | HB 321 | 3,4 |
| HRCэ 37,0 | HRC 35,2 | HB 325 | 3,38 |
| HRCэ 37,5 | HRC 35,6 | HB 329 | 3,36 |
| HRCэ 38,0 | HRC 36,0 | HB 333 | 3,34 |
| HRCэ 38,5 | HRC 36,5 | HB 337 | 3,32 |
| HRCэ 39,0 | HRC 36,9 | HB 341 | 3,3 |
| HRCэ 39,5 | HRC 37,8 | HB 350 | 3,26 |
| HRCэ 40,0 | HRC 38,2 | HB 354 | 3,24 |
| HRCэ 40,5 | HRC 38,7 | HB 359 | 3,22 |
| HRCэ 41,0 | HRC 39,1 | HB 363 | 3,2 |
| HRCэ 41,5 | HRC 40,0 | HB 373 | 3,16 |
| HRCэ 42,0 | HRC 40,5 | HB 378 | 3,14 |
| HRCэ 42,5 | HRC 40,9 | HB 383 | 3,12 |
| HRCэ 43,0 | HRC 41,4 | HB 388 | 3,1 |
| HRCэ 43,5 | HRC 41,9 | HB 393 | 3,08 |
| HRCэ 44,0 | HRC 42,4 | HB 398 | 3,06 |
| HRCэ 44,5 | HRC 42,9 | HB 403 | 3,04 |
| HRCэ 45,0 | HRC 43,3 | HB 409 | 3,02 |
| HRCэ 45,5 | HRC 43,8 | HB 415 | 3 |
| HRCэ 46,0 | HRC 44,4 | HB 420 | 2,98 |
| HRCэ 46,5 | HRC 44,9 | HB 426 | 2,96 |
| HRCэ 47,0 | HRC 45,4 | HB 432 | 2,94 |
| HRCэ 47,5 | HRC 45,9 | HB 438 | 2,92 |
| HRCэ 48,0 | HRC 46,5 | HB 444 | 2,9 |
| HRCэ 48,5 | HRC 47,0 | HB 451 | 2,88 |
| HRCэ 49,0 | HRC 47,6 | HB 457 | 2,86 |
| HRCэ 49,5 | HRC 48,2 | HB 464 | 2,84 |
| HRCэ 50,0 | HRC 48,8 | HB 470 | 2,82 |
| HRCэ 50,5 | HRC 49,4 | HB 477 | 2,8 |
| HRCэ 51,0 | HRC 50,0 | HB 484 | 2,78 |
| HRCэ 51,5 | HRC 50,6 | HB 492 | 2,76 |
| HRCэ 52,0 | HRC 50,7 | HB 502 | 2,74 |
| HRCэ 52,5 | HRC 51,5 | HB 503 | 2,73 |
| HRCэ 52,0 | HRC 51,8 | HB 506 | 2,72 |
| HRCэ 53,5 | HRC 52,5 | HB 514 | 2,7 |
| HRCэ 54,0 | HRC 53,1 | HB 522 | 2,68 |
| HRCэ 54,5 | HRC 53,5 | HB 526 | 2,67 |
| HRCэ 55,0 | HRC 53,8 | HB 530 | 2,66 |
| HRCэ 55,5 | HRC 54,1 | HB 534 | 2,65 |
| HRCэ 56,0 | HRC 54,5 | HB 538 | 2,64 |
| HRCэ 56,5 | HRC 55,1 | HB 547 | 2,62 |
| HRCэ 57,0 | HRC 55,8 | HB 555 | 2,6 |
| HRCэ 57,5 | HRC 56,5 | HB 564 | 2,58 |
| HRCэ 58,0 | HRC 57,2 | HB 573 | 2,56 |
| HRCэ 58,5 | HRC 57,6 | HB 578 | 2,55 |
| HRCэ 59,0 | HRC 57,9 | HB 582 | 2,54 |
| HRCэ 59,5 | HRC 58,6 | HB 592 | 2,52 |
| HRCэ 60,0 | HRC 59,3 | HB 601 | 2,5 |
| HRCэ 60,5 | HRC 59,7 | HB 606 | 2,49 |
| HRCэ 61,0 | HRC 60,0 | HB 611 | 2,48 |
| HRCэ 61,5 | HRC 60,4 | HB 616 | 2,47 |
| HRCэ 62,0 | HRC 60,7 | HB 621 | 2,46 |
| HRCэ 62,5 | HRC 61,1 | HB 627 | 2,45 |
| HRCэ 63,0 | HRC 61,4 | HB 632 | 2,44 |
| HRCэ 63,5 | HRC 62,1 | HB 643 | 2,42 |
| HRCэ 64,0 | HRC 63,2 | HB 659 | 2,39 |
| HRCэ 64,5 | HRC 63,6 | HB 665 | 2,38 |
| HRCэ 65,0 | HRC 63,9 | HB 670 | 2,37 |
| HRCэ 65,5 | HRC 64,3 | HB 676 | 2,36 |