Методы определения твердости металлов

Почему важно измерять показатель?

Твердость металлов – это показатель, означающий устойчивость стали к механическому воздействию со стороны других более твердых материалов. Показатели оцениваются в единицах твердости, на основании чего делается вывод о состоянии материала.

Твердость металлов важно учитывать при большинстве видов работ с ними. Например, когда в производственном помещении изготавливаются тяжелые, объемные конструкции, где используется несколько видов металлов, важно знать, что они будут оптимально взаимодействовать и выдерживать большую нагрузку.

Особенно важно оценивать показатель твердости металла в следующих областях:

• Судостроение;
• Производство автомобилей;
• Сборка самолетов;
• Производство строительных материалов на основе металла и расходных материалов.

В некоторых из этих областей устойчивость к механическим воздействиям определяет безопасность человека, способность выполнять поставленную задачу и долголетие.

Для определения твердости в металл впрессовывается индентор – корпус из твердого сплава или алмаза, обладающий наилучшей устойчивостью к механическим воздействиям. Чем большую силу удара может выдержать металл, тем больше твердость.

6. Какие существуют методы определения твердости

Условно все методы можно разделить на 3 группы:

1. Методы индентирования (имплантации)
2. Методы очистки
3. Методы отскока

Методы индентирования (введение). Смысл методов заключается во вдавливании в испытуемый металл так называемого индентора — твердого предмета определенной формы (обычно стального шарика или алмазной пирамиды) с определенной силой. После вдавливания измеряют диаметр (для шара) или глубину (для пирамиды) полученного оттиска.

При этом твердость определяется как отношение нагрузки к площади вдавливания при вдавливании.

Наиболее распространены методы Бринелля (HB) и Роквелла (HRA, HRB, HRC).

Методы измерения толщины отпечатка:

1. Устройство Бринелля
2. Блок Роквелла
3. Устройство Виккерса
4. Метод Людвика
5. Метод Герца
6. Метод Дрозда
7. Шор Монотрон
8. Метод Берковича
9. Метод Егорова
10. Метод Хрущева
11. Метод Лидса
12. Микротвердомеры Цейсса-Ганемана
13. ПМТ-2, ПМТ3 (Хрущев, Беркович)
14. Метод Эмерсона, Кнупа, Питера

Методы скраба. Простые методы. Если царапающий наконечник оставляет след на проверяемом металле, твердость металла меньше твердости наконечника. При этом сначала известна твердость наконечника (используются корундовые, алмазные, гипсовые и другие наконечники). Наиболее популярным является метод Мооса.

Методы очистки:

1. Тест Мооса
2. Аппарат Мартена
3. Микрохарактеризатор Бирбаум
4. Войлочный тест, Барба
5. Устройство Ханкина
6. ПМТ-3 (Беркович)
7. ПМТ-3 (Григорович)
8. Склерометр О’Нила

Методы упругого отскока. Редко используемый. Наконечник свободно падает на тестируемую подложку с фиксированной высоты. Под действием упругой отдачи материала нападающий подпрыгивает на определенную высоту. Твердость материала пропорциональна высоте возврата. Наиболее популярен метод Шора.

Эластичные методы возврата:

1. Береговой склероскоп
2. Метод Мартеля
3. Вертикальный сваебой Николаев
4. Покупатель пружинных устройств
5. Пружинное устройство Баумана
6. Единица Польди
7. Маятниковый копр Вальцель
8. Кулон Герберт
9. Маятниковый склерометр Кузнецова

Классические прямые методы измерения твердости путем внедрения индентора под действием статической нагрузки

Метод	Принцип расчета твердости	Спокойствие поверхности пытаясь	Договор	Нагрузка	Шкала	Заявление
Бринелл	Диаметр после вдавливания — как приложенная нагрузка, деленная на площадь поверхности вдавливания (кгс/мм²)	1,25 — 2,5	Диаметр твердосплавного шарика один; 2; 2,5; 5 и 10 мм	1 кгс (9,8 Н) — 3000 кгс (29420Н)	НВ	Закаленные и незакаленные стали, мягкие металлы и сплавы (свинец, олово), титан, медь, алюминий, чугун, высокопрочные сплавы (на основе никеля, кобальта и др.), подшипниковые сплавы
Роквелл	По глубине вдавливания — как относительная разница глубины вдавливания к вдавливанию при приложении основной и предварительной (10 кгс) нагрузки	0,38 — 2,5	Алмазный конус с углом при вершине 120	60 кгс (588Н)	HRA	Коррозионностойкая и жаропрочная сталь
1/16″ карбидный шар (1,588 мм)	100 кгс (980Н)	ХРБ	Медные сплавы, алюминиевые сплавы, бронза, ковкий чугун, низкоуглеродистая сталь
Алмазный конус с углом при вершине 120	150 кгс (1471Н)	ПЧ	Высокоуглеродистая сталь после термической или химико-термической обработки
Супер Роквелл	0,08 — 0,16	алмазный конус 120° или карбидный шарик 1,588 мм (1/16 дюйма	15 кгс (147,1 Н) 30 кгс (294,2 Н) 45 кгс (441,3 Н)	ХРН, ХРТ	Алюминиевые сплавы, детали с упрочненными поверхностными слоями, тонкие мелкие образцы
Викерс	Нагрузка делится на площадь боковой поверхности полученного оттиска	0,02 — 0,04	Алмазный отпечаток в виде правильной четырехгранной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями	1 кгс (9,8 Н) — 100 кгс (980Н)	ВН	Высокопрочная сталь, чугун, цветные металлы и сплавы; закаленная и незакаленная сталь, литье; тонкие листовые материалы; поверхности с гальваническим (оцинкованием, хромированием), азотированным, луженым покрытиями различной толщины
Микро Виккерс	0,01 кгс (0,098 Н) — 5 кгс (49Н)	Тонкие закаленные слои; анодированные, цементированные, азотированные детали; поверхности с тонким оцинкованным покрытием; изделия из высокопрочных металлов и сплавов; стальная пластина

20.02.2021238

Измерение твердости по Бринеллю

Чаще всего используется твердость по Бринеллю. Этот метод регламентируется ГОСТ 9012. К функциям испытаний металлов и сплавов этим методом можно отнести следующие моменты:

1. В качестве тела, которое будет воздействовать на испытуемый образец, используется стальной шарик.
2. Для испытаний используется шарик определенного диаметра, который изготовлен из закаленной стали. На него ложится все возрастающая нагрузка.
3. Основным условием применения этого метода испытаний металлов и сплавов является то, что шар должен быть изготовлен из более твердого материала, чем испытуемый образец.
4. После завершения теста измеряется полученный отпечаток на поверхности.
5. Этот метод позволяет получить данные, указанные в HB. Именно это обозначение встречается сегодня чаще других в различной справочной документации.
6. Для облегчения использования этого метода были созданы специальные таблицы, в основе которых лежит зависимость диаметрального размера шарика, его твердости и получаемого оттиска.

Измерение по Бринеллю

Следует иметь в виду, что по Бринеллю не рекомендуется испытывать стали и сплавы, твердость которых превышает 450НВ. Цветные металлы должны быть ниже 200 HB.

Единицы измерения твердости металла: какой способ выбрать

При проведении испытаний в лаборатории подбирается необходимая методика в зависимости от характеристик и свойств детали. Это включает:

• Размер заготовки. Если образец слишком маленький или тонкий, для расчета необходимого коэффициента используется метод Виккерса.

• Приблизительное значение силы. В зависимости от используемого материала и его количества обычно используются разные методы. Например, твердость металла рассчитывают по Бринеллю и Роквеллу, если заготовка изготовлена ​​из материалов с низкой твердостью или из легированной стали и других сплавов.

• Толщина заготовки. Одним из основных факторов является ширина сечения в месте измерения. Часто этот фактор относится к цементным и азотным слоям.

Также отметим, что все необходимые параметры задокументированы межгосударственным стандартом.

Прямые методы

Классические методы измерения твердости — это принципы, которые были изобретены известными учеными и доказали свою эффективность в исследованиях на протяжении многих лет. Благодаря им человечество сегодня имеет возможность использовать ископаемые и успешно внедрять их в жизнь.

В измерении используется специальное оборудование, которое устанавливается стационарно и создает большую нагрузку на материал с помощью индентора.

Способ Бринелля

Твердость металла по этому принципу измеряют с помощью специального твердомера. На оправку крепится углубление из алмаза или прочного сплава в виде шарика определенного диаметра. При заданной нагрузке шарик действует на металл определенное время.

После манипуляций на поверхности материала остается углубление. На основании измерения его диаметра и площади выносят результат исследования и присваивают металлу определенный результат. Кроме того, эта информация позволит успешно использовать материал или, наоборот, снять его с производства.

Единственным недостатком этого метода является недостаточная мобильность измерительного оборудования. Исследования можно проводить только на месте. При монтаже учитывают уровень поверхности пола и другие показатели, которые могут повлиять на результат эксперимента.

Метод Роквелла

В основе принципа испытаний лежит твердость, которая определяется разницей между глубиной вдавливания и остаточной величиной проникновения при заданной нагрузке. При этом показатели измеряются при сохранении преднатяга.

Метод исследования использует в качестве индентора закаленный шарик или алмазный конус. В отличие от предыдущего принципа, твердость проверяется по глубине отверстия, а не по площади.

Показатель измеряется в результате индентирования, что позволяет получить наиболее точный результат. Нагрузка дается поэтапно, согласно ГОСТам. Сначала дается небольшой удар, после чего основное усилие. Современные твердомеры измеряют разницу между глубиной отверстий, полученной после прижатия наконечника под действием предварительного и основного усилия.

Важно! При использовании этого метода важно, чтобы на поверхности исследуемого материала не было трещин, окалины, вмятин и других повреждений, которые могли бы повлиять на точность результата.

Необходимо следить за перпендикулярностью нагрузки, а также за устойчивостью металла на рабочей поверхности.

Важно знать: Виды термической обработки

Динамическое вдавливание

Бывают случаи, когда необходимо проверить работоспособность металла, используемого в конструкции, а переносного образца нет в наличии. Стационарные установки для этого не подходят, поэтому предыдущие способы отходят на второй план. На помощь приходит мобильное устройство, которое выполнено на основе государственного стандарта.

Это специальный молоток и инструмент с шариком на конце. Когда вы ударяете по инструменту, он оставляет след на исследуемом материале. Аналогичные действия следует произвести и на эталонном образце, твердость которого уже известна.

Затем проводится сравнение отпечатков, их глубины и площади, после чего представляется результат исследования. Однако специалисты рекомендуют проверять твердость металла перед его использованием в ответственных конструкциях.

Принцип упругой отдачи

Помимо проблем со стационарностью оборудования, бывают ситуации, когда необходимо контролировать работоспособность металла, не нанося ему повреждений. Для этого используется принцип упругой отдачи, с помощью которого твердость измеряется без вдавливания и других механических воздействий.

Шар фиксированного веса закреплен на специальном устройстве на постоянной высоте. Затем он падает с него на металл и отскакивает. Высота отдачи прямо говорит о жесткости. Чем больше отскок, тем больше твердость металла. Производительность этого принципа очень высока, поэтому за час можно провести около 100 измерений.

Однако рекомендуется использовать метод только для сравнения твердости изделий из одного и того же материала (металла), поскольку показатели эластичности также могут влиять на результат исследования и должны быть одинаковыми.

2. В чем измеряется и как обозначается твердость

Для большинства методов измерения твердости основной единицей измерения является кгс/мм2

Однако следует понимать, что существуют методы со своей единицей измерения.

Обозначение твердости также зависит от метода.

Буква «Н» всегда обозначает «твердость» (от англ. Hardness), а далее указывают буквы, обозначающие метод определения. Наиболее популярные обозначения:

• НВ — по методу Бринелля (вдавливание стального шарика)
• HRA — Rockwell, шкала A (алмазный или стальной конус)
• HRB — метод Роквелла, шкала B
• HRC — по методу Роквелла, шкала С
• HV — по методу Виккерса (вдавливание алмазной пирамиды)
• HSD — твердость по Шору и т д. (метод отскока)

Методика проведения испытания промышленным твердомером Роквелла

• Выберите соответствующую шкалу для тестируемого материала (A, B или C).
• Установите правильное углубление и загрузите.
• Перед окончательным измерением необходимо сделать два пробных несчетных оттиска для проверки правильности установки отступа и платы.
• Поместите эталонный блок на приборную панель.
• Приложить предварительную нагрузку 10 кгс, сбросить весы.
• Приложите основную нагрузку и подождите, пока не будет достигнуто максимальное усилие.
• Снимите нагрузку.
• Прочтите значение твердости на циферблате, используя соответствующую шкалу (цифровой прибор показывает значение твердости на экране).
• Процедура проверки твердости образца такая же, как и для эталонного образца. При проверке массовой продукции допускается производить одно измерение на образец.

Методы динамического определения твердости

Название подразделения, автор (год)	Принцип работы и форма наконечника	Измеряемый параметр, метод расчета твердости и ее условная размерность
По методу Мартеля (1895 г)	Удар стальной пирамидой, установленной на падающем наконечнике	Твердость H = E1/V, кгс/мм2 определяется энергией удара и диагональю отпечатка
Вертикальный сваебой Николаев	Удар наконечника массой 3 кг, падающего с высоты 530 мм, на стальной шар диаметром 10 мм, прижатый к изделию	По диаметру углубления и калибровочной кривой определяют НВ, кгс/мм2
Покупатель пружинных устройств	Удар стальным шариком диаметром 10 мм с использованием сжатой пружины	Глубина вдавления определяется НВ, кгс/мм2
Пружинное устройство Баумана	Удар наконечником со стальным шариком диаметром 5 или 10 мм с использованием сжатой пружины с запасом энергии 0,15 и 0,53 кгс·см	По диаметру динамического оттиска и калибровочным кривым HB составляет кгс/мм2
Единица Польди	Удар молотком по наконечнику, под которым находится эталон и пробное тело с зажатым между ними шариком из закаленной стали диаметром 10 мм	По диаметру отпечатков на образце и эталону определяют твердость
Маятниковый копр Вальцеля (1934 г)	Удар стальным шариком диаметром 5 или 10 мм, закрепленным на маятниковой раме головки	Угол отскока в условных единицах
Береговой склероскоп	падение весом 2,3 г/м² с коническим алмазным наконечником с высоты 254 мм	Количество условных единиц высоты возврата наконечника
Кулон Герберт	Качание маятника массой 2 или 3 кг, упирающегося в поверхность испытуемого тела со стальным или рубиновым шариком диаметром 1 мм	Нагрузка 10 односторонних колебаний маятника в секунду или амплитуда одного колебания в условных единицах
Маятниковый склерометр Кузнецова (1931 г)	Качание маятника массой 1 кг, поддерживаемого двумя стальными наконечниками или шариками, на испытуемом теле	Время затухания колебаний до заданной амплитуды

4. От чего зависит твердость

Твердость полностью зависит от элементного состава материала.

Например, если первый сплав (черная сталь) содержит в основном железо и углерод, а второй (нержавеющая сталь) – хром, никель, титан, то второй сплав будет намного тверже первого. Просто потому, что каждый элемент композиции сложнее.

Оценка механических свойств по испытаниям на твёрдость

Значение прочности по Роквеллу связано с другими прочностными свойствами веществ. Эту связь изучали такие материаловеды, как Н. Н. Давиденков, М. П. Марковец и другие.

Например, по результатам испытания на твердость при вдавливании можно определить предел текучести материала. Для нержавеющей стали с высоким содержанием хрома после различных режимов термообработки отклонение результатов, полученных этим методом, от разрушающих методов составило всего +0,9%.

Также была исследована взаимосвязь между значениями твердости и другими свойствами прочности на растяжение, такими как предел прочности при растяжении (предел прочности), уменьшение сдвига и истинная прочность на разрыв.

5. Какие требования предъявляются к изделию для измерения

Твердость прямо пропорциональна нагрузке для ее определения. Высокая твердость — высокая нагрузка.

Чем точнее метод, тем выше требования к обработке поверхности изделия. Поверхность изделия, на которой определяют твердость, должна отвечать ряду требований:

1. Толщина образца должна быть не менее 10-кратной глубины проникновения наконечника после снятия основного усилия.
2. На месте осмотра она должна быть зачищена до блеска, быть ровной и ровной, не иметь окалины, ржавчины, масла и жира и краски, дыр и царапин. Шероховатость Ra не более 2,5 мкм по ГОСТ 2789, если нет иных требований нормативно-технической документации.
3. Поверхность, на которую ложится образец на приборной доске, также должна быть чистой и гладкой. Обе поверхности должны быть параллельны друг другу.
4. Изделие должно быть надежно закреплено, исключая возможность смещения образца по отношению к оси нагрузки.

Факторы, влияющие на точность измерения

1. Важным фактором является толщина образца. Образцы толщиной менее десятикратной глубины проникновения наконечника не допускаются

2. Минимальное расстояние между отпечатками ограничено (3 диаметра между центрами ближайших отпечатков)

3. Избегайте параллакса при считывании результатов с циферблата

Как выбрать оптимальный способ измерения твердости металла?

Чем выше твердость образца, тем выше нагрузка, необходимая для определения твердости. Чем точнее метод, тем выше требования к подготовке поверхности контролируемого материала. Поэтому необходимо выбрать метод определения твердости, обеспечивающий минимальную погрешность при минимальном повреждении поверхности и минимальных затратах на подготовку поверхности к испытаниям.

В зависимости от скорости приложения нагрузки на острие (вдавливание) устройства твердость различают на статическую (нагрузка прикладывается равномерно) и динамическую (нагрузка прикладывается ударно).

Существуют также методы измерения твердости металлов по характеру воздействия индентора на контролируемый образец:

• вдавливание в поверхность — определяет способность сопротивляться пластической деформации,
• отскок от поверхности — показывает упругие свойства материала,
• поверхностные царапины — характеризует стойкость к разрушению.

Соотношение значений твердости

При выборе метода измерения поверхностной твердости следует учитывать отсутствие корреляции между полученными данными. Другими словами, невозможно осуществить точный перевод из одной единицы измерения в другую. Используемые таблицы зависимостей не имеют физического смысла, поскольку являются эмпирическими. Отсутствие зависимости также можно объяснить тем, что при тестировании используются разные нагрузки и разные формы наконечников.

Существующие таблицы следует использовать с большой осторожностью, поскольку они дают лишь приблизительные результаты. В ряде случаев рассматриваемый перевод может оказаться очень точным, что связано с близкими физико-механическими свойствами испытуемых металлов.

В заключение отметим, что величина твердости связана со многими другими механическими свойствами, такими как прочность, упругость и пластичность. Поэтому для определения основных свойств металла часто измеряют его твердость. Однако прямой зависимости между всеми механическими свойствами металлов и сплавов нет, что следует учитывать при проведении измерений.

Измерение твердости по Шору

Метод твердости по Шору используется для испытания подвижного состава во время его изготовления. Кроме того, проверку соответствующего показателя можно проводить при эксплуатации валков на прокатных станках, так как вследствие удара может измениться структура металла, что ухудшает работоспособность. Метод Шора регламентирован ГОСТ 23273.

Шкала твердости по Шору

При рассмотрении вопроса об измерении твердости по Шору следует учитывать следующие моменты:

1. В отличие от предыдущих методов, рассматриваемый метод основан на свободном падении алмазного индикатора на испытуемую поверхность с определенной высоты. Для тестирования используется специальное оборудование, позволяющее зафиксировать точную высоту отдачи.
2. Масса применяемого бойка с алмазным наконечником 36 грамм. Этот показатель важен, так как он входит в расчеты.
3. Твердость определяют по высоте возврата, измерение проводят в условных единицах. Падение образца на поверхность происходит с образованием небольшого углубления, а упругость приводит к обратному отскоку. Этот метод хорош тем, что позволяет проводить испытания образцов, прошедших предварительную термическую обработку. При постепенном вдавливании возникающее напряжение может вызвать деформацию используемого наконечника или шарика. В этом случае вероятность их деформации очень мала.
4. За 100 единиц твердости в данном случае принято считать высоту отскока 13,6 мм с возможностью небольшого отклонения вверх или вниз. Этот показатель можно получить, испытав углеродистую сталь, прошедшую процесс закалки. В качестве обозначения используется аббревиатура HSD.

Сегодня этот метод измерения твердости применяется достаточно редко из-за высокой погрешности и сложности измерения высоты отскока велосипеда от проверяемой поверхности.

Как было сказано ранее, существует достаточно большое количество методов измерения рассматриваемого показателя. Однако из-за сложности тестов и большой погрешности многие из них больше не используются.

В некоторых случаях проводят испытания на микротвердость. Для измерения этого показателя к телу пирамидальной формы прикладывается статическая нагрузка и оно входит в испытуемый образец. Время воздействия может варьироваться в широких пределах. Индикатор рассчитывается примерно так же, как и при методе Виккерса.

Понятие

Твердость заготовки – это свойство материала, благодаря которому железо создает сопротивление при соприкосновении или проникновении в слои инородного тела или тела. Он не должен подвергаться деформации или разрушению при определенных нагрузках.

Этот параметр служит следующей цели:

• Мониторинг состояния металла во времени.

• Извлечение информации о минимально и максимально допустимых значениях для заготовки.

• Анализ результатов обработки с применением высоких температур.

Этот критерий показывает, как деталь будет функционировать при дальнейшем использовании, а также каков срок ее годности. Для исследований используются как необработанные элементы, так и готовые запчасти.

Твердость основных металлов и сплавов

Измерение значения твердости проводят на готовых деталях, которые отправляются на сборку. Контроль осуществляется на соответствие чертежу и технологическому процессу. Таблицы твердости уже составлены для всех основных материалов как в исходном состоянии, так и после термической обработки.

Цветные металлы

Твердость меди по Бринеллю составляет 35 HB, значения для латуни — 42-60 единиц HB в зависимости от марки. У алюминия твердость находится в пределах 15-20 НВ, а у дюралюминия уже 70НВ.

Черные металлы

Твердость по Роквеллу чугуна СЧ20 HRC 22, что соответствует 220 HB. Сталь: инструментальная — 640-700 НВ, нержавеющая — 250 НВ.

Таблицы используются для перехода от одной системы измерений к другой. Ценности в них не соответствуют действительности, потому что они выведены империалистическим путем. В таблице представлен не весь объем.

НВ	ВН	ПЧ	HRA	ВСД
228	240	20	60,7	36
260	275	24	62,5	40
280	295	29	65	44
320	340	34,5	67,5	49
360	380	39	70	54
415	440	44,5	73	61
450	480	47	74,5	64
480	520	50	76	68
500	540	52	77	73
535	580	54	78	78

Значения твердости, хотя и получаются одним и тем же методом, зависят от приложенной нагрузки. Чем ниже нагрузка, тем выше показания.

Читайте также: Чем отличается сварочный автомат от полуавтомата: функции, преимущества и недостатки

Другие методы статического определения твердости вдавливанием

Название подразделения, автор (год)	Принцип работы и форма наконечника	Измеряемый параметр, метод расчета твердости и ее условная размерность
По методу Герца (1881 г)	Сжатие полусферы и плоскости испытуемого материала до появления следов пластической деформации или растрескивания	HГ = 6Р/πd2cr, кгс/мм2
Береговой Монотрон (1900)	Вдавите алмазный шарик диаметром 0,75 мм или 1/16 дюйма и стальные шарики диаметром 2,5 мм до стандартной глубины 0,045 мм Шерохов. 0,63 — 1,25 алмазный или стальной наконечник	Мерой твердости является нагрузка (кгс), необходимая для вдавливания на стандартную глубину по заданной глубине вдавливания
По методу Людвика (1907 г)	Вдавливание стального конуса под углом 90° в плоскость образца Нагрузка 20 000 Н победный конус	Твердость рассчитывается как нагрузка, деленная на площадь выступа по диаметру оттиска
По методике М. С. Дрозда (1958 г)	Вдавливание шарика при нагрузке P, измерение глубины восстановленного отпечатка h и критической нагрузки Ps, соответствующей переходу от упругого к остаточному отпечатку	H = (P-Ps)/πDост, кгс/мм2

Измерение твердости по Виккерсу

Метод измерения твердости по Виккерсу регламентируется ГОСТ 2999. Метод применяется для определения твердости деталей и металлических изделий небольшой толщины, а также тонких поверхностных слоев с высокой твердостью.

Твердость по Виккерсу измеряют вдавливанием алмазного наконечника в виде правильной четырехгранной пирамиды в образец под действием нагрузки Р в течение времени выдержки τ. После снятия нагрузки измеряют диагонали отпечатка, оставленного на поверхности материала, -d1, d2 и вычисляют их среднее арифметическое -d, мм.

Значения твердости по Виккерсу при стандартных нагрузках и в зависимости от длины диагонали d (мм) приведены в соответствующих таблицах.

При испытаниях применяют следующие нагрузки Р, кгс: 1; 2; 2,5; 3; 5; 10; 20; тридцать; 50; 100. Число твердости по Виккерсу обозначается цифрами, характеризующими значение твердости, за которыми следует символ HV (например, 200 HV). Иногда после символа HV указывают нагрузку и время выдержки, например: 200 HV 10/40 — твердость по Виккерсу, полученная при нагрузке Р = 10 кгс и времени выдержки под нагрузкой t = 40 с.

В ГОСТе указано, что точного перевода числа твердости по Виккерсу в числа твердости, полученные другими методами, или в механические свойства при растяжении не существует, и такого перевода (кроме особых случаев) следует избегать.

7. Твердость гальванических покрытий

В случае с гальваническими покрытиями следует учитывать, что из-за их малой толщины многие методы (особенно методы индентирования) могут оказаться непригодными. Наиболее распространены методы Мооса и Виккерса.

Для измерения твердости требуется покрытие толщиной не менее 2 мкм. Если требуется меньшая толщина, используйте ГОСТ 9013-59, ГОСТ 9012-59, ГОСТ 22761-77

Принцип измерения тот же. После нанесения и высыхания покрытия в отделе контроля качества производится замер и принимается решение о том, следует ли отправить изделие или отправить на перекраску.

Важную роль здесь играет как электролит, в котором наносится покрытие, так и режим покрытия (температура, плотность тока). Например, в электролите хромирования можно получить хромовое покрытие с твердостью от 500 до 1100 кгс/мм 2.

Если говорить об электролите, то важнейшую роль играет количество и качество отбеливающих веществ в нем. Матовое цинковое покрытие будет намного мягче, чем блестящее. Поэтому, если вы хотите суперблестящее покрытие, помните, что оно будет жестким, будет вероятность растрескивания или отслоения при малейшем сгибании изделия.

Сравнение шкал твёрдости

Простота метода Роквелла (главным образом отсутствие необходимости измерения диаметра отпечатка) обусловила его широкое применение в промышленности по определению твердости. Также не требуется высокой чистоты измеряемой поверхности (например, методы Бринелля и Виккерса предполагают измерение отпечатка под микроскопом и требуют полировки поверхности).

Недостатком метода Роквелла является более низкая точность по сравнению с методами Бринелля и Виккерса.

Существует корреляция между значениями твердости, измеренными разными методами (см например рисунок — перевод единиц твердости HRB в твердость по Бринеллю для алюминиевых сплавов). Зависимость нелинейная. Существуют нормы, которые сравнивают значения твердости, измеренные разными методами (например, ASTM E-140).