3.3.1.2 ZKOUŠKY TVRDOSTI

Odpor materiálu proti vnikání cizího tělesa

Druhy zkoušek

1. Vrypová

Podle Martense (HMa)

Princip: Přitlačování kuželového diamantového hrotu neměnitelným tlakem na leštěný povrch určitou rychlostí.

Mírou tvrdosti je síla potřebná ke vzniku vrypu širokého 0,01 mm

Použití: Pro tvrdé a křehké materiály (sklo, porcelán)

2. Vnikací

a) Zkouška podle Brinella

Zkoušku provádíme na povrchu zkušebního tělesa nebo přímo na součásti
Povrch musí být hladký a rovný, bez okují a bez okují

Princip: Zkouška spočívá ve vtlačování vnikacího (zkušebního) tělesa do povrchu zkoušeného tělesa a změřením průměru vtisku (aritmetický průměr dvou na sebe kolmých úhlopříček), který zůstane na povrchu po odlehčení zkušebního zatížení

Klička je z tvrdokovu (do tvrdosti 650 HBW následujících důvodů)
- Menší zbytková deformace (v porovnání s ocelovou)
- Menší opotřebovatelnost
- Oba typy kuliček dávají prakticky shodné výsledky pro tvrdost jen do hodnoty 350 HBW

Tloušťka zkušebního tělesa musí mít tloušťku, alespoň 8x hloubky vtisku
Teplota měření musí být 10 až 35°C (obvykle 25 ± 5°C)
Doba počátku zatěžování až do jeho plné hodnoty nesmí být menší než 2 sekundy a větší než 8 sekund
Doba plného zkušebního zatížení má být v rozmezí 10 až 15 sekund

Zatížení se volí jako násobek čtverce (např. F=300D 2)
Průměr vtisku musí být v rozmezí 0,24 až 0,6D

Poměr zatížení k průměru kuličky:

Průměru vtisku se měří 2x – kolmo na sebe

Přesnost závisí na správném proměření
- Mnohdy obtížné - Nevýhoda metody
- Vtisk nekdy nezřetelný a nesouměrný -> příčinou je je doformace kuličky

Měření se používá moderní technika
- Číselníkový úchylkoměr
- Optický světelný display
- Digitálně elektronické údaje

Určení tvrdosti:
Najde se v tabulce podle síly a průměru kuličky
Vypočte se ze vzorce:

Hodnoty nelze obecně převádět na jiné hodnoty tvrdosti nebo pevnost v tahu, pokud k tomu nejsou spolehlivé podklady
- Praxe uvádí empiricky zjištěnou hodnotu Rm = 3,6HBW pro nelegované oceli

Brinellovy tvrdoměry
Různá velikost i provedení
Velké továrny a laboratoře mají stabilní přístroje, které umožňují provádět zkoušku po celý pracovní den
Malé dílny, sklady, montáže, atd používají tzv. Poldi tvrdoměry
Princip: Porovnání známé pevnosti materiálu porovnávací tyčinky s pevností zkoušeného materiálu

Tvrdoměr přiložíme ke zkoušenému předmětu a kladívkem udeříme na úderník. Ocelová kulička se zatlačí do zkoušeného předmětu a vytvoří se v měm vtisk, ale i do porovnávací tyčinky.
Pomocí lupy se změří průměry vtisků a tvrdost se vyčte v tabulkách z velikosti vtisku na tyčince a zkoušeného materiálu

b) Zkouška podle Rockwella

Princip :Do zkoušeného předmětu se zatlačuje zkušební tělísko
- diamantový kužel o vrcholovém úhlu 120°
- ocelová kalená kulička o průměru 1/16" = 1,58 mm

Malá hloubka vtisku - zjišťování tvrdosti tenkých součástí a povrchových vrstev
Přímé odečítání a krátká doba zkoušky (10 s)

HRA: Tvrdost určená diamantovým kuželempři celkovém zatížení 600 N(křehké materiály a tenké povrchové vrstvy)
HRB: Tvrdost určená ocelovou kuličkoupři celkovém zatížení 1000 N(měkčí kovy)
HRC: Tvrdost určená diamantovým kuželempři celkovém zatížení 1500 N

c) Zkouška podle Vickerse

Zkušební tělísko ve formě čtyřbokého jehlanu o vrcholovém úhlu 136°
Velikost úhlopříček vtisku se měří kolmo na sebe
Hodnota tvrdosti se najde v tabulkách
Nejpřesnější - vyžaduje pečlivou úpravu povrchu

3. Odrazové

Založeno na Shoreho metodě

Princip: Velikost odrazu závaží s kulovitě vybroušeným diamantovým hrotem, které dopadá z výšky na vzorek

Přístroje se nazývají skleroskopy
Malá přesnost

Přístroje ke zjišťování tvrdosti

Zatěžující síla se vyvozuje hydraulicky nebo mechanicky
Přesné proměření vtisků umožňuje zvětšené promítnutí na matnici nebo přečtení měřícím mikroskopem