ZKOUŠKY TVRDOSTI - komplexní didaktické zpracování problému

Definice tvrdosti H = f (e, P, F, T, t, v) H… tvrdost (z anglického slova hardness) e... elastické vlastnosti zkoušeného materiálu P... plastické vlastnosti zkoušeného materiálu F... velikost síly působící na vnikací těleso T... tvar, rozměry a tvrdost vnikacího tělesa t... tření mezi vnikacím tělesem a vzorkem v... rychlost pohybu vnikacího tělesa

Rozdělení metod měření tvrdosti Podle principu: vtiskové vrypové odrazové kyvadlové Podle rychlosti zatěžování: statické dynamické dynamicko – elastické dynamicko – plastické Podle účelu měření: zkoušky makrotvrdosti zkoušky mikrotvrdosti

Zkouška tvrdosti podle Brinella

Tato metoda je vhodná pro: lité, heterogenní materiály (grafitické litiny..) z důvodu velkého Ø kuličky a vysoké zátěžné F se tvrdost měří na poměrně velké ploše a tím se snižuje riziko ovlivnění výsledku lokální chemickou a strukturní heterogenitou měkké slitiny (Al slitiny, dural, mosaz, bronz..),jednofázové i vícefázové Pozn: Norma stanovuje nejen zátěžnou F, průměry vnikacího tělíska, ale také geometrické omezení vpichů (min. vzdálenost mezi dvěmi vpichy, min. vzdálenost prvního vpichu od okraje a min. tloušťku materiálu). Tvrdost se měří na seříznutých plochách, popř. na výbrusech Tvrdost se určuje podle průměru vtisku vnikací kuličky

Zkouška tvrdosti podle Vickerse

Tato metoda se zejména hodí pro: Velmi tvrdé a homogenní (jednofázové) materiály nedá se použít pro grafitické, heterogenní slitiny a pro lité materiály, kde je nebezpečí staženin z důvodu tvaru vnikacího tělíska (diamantový jehlan) Vrstvy (cementační EHT, nitridační NHT..) Pozn: Norma stanovuje nejen zátěžnou F, průměry vnikacího tělíska, ale také geometrické omezení vpichů (min. vzdálenost mezi dvěmi vpichy, min. vzdálenost prvního vpichu od okraje a min. tloušťku materiálu). Tvrdost se měří na seříznutých plochách, popř. na výbrusech Jedná se o nejpřesnější metodu měření tvrdosti Tvrdost se určuje podle průměrné délky úhlopříček vtisku

Zkouška tvrdosti podle Rockwella

Tato metoda se zejména hodí pro: Pozn: Tvrdost se neměří, na základě hloubky vtisku se odečítá ze stupnice Tato metoda je primitivní, nejméně přesná, rychlá Touto metodou můžeme měřit tvrdost na povrchu materiálu na jakémkoliv místě (hřídele..), nemusíme upravovat ani zarovnávat plochu 0,5 HR odpovídá 10 HV, což potvrzuje nepřesnost metody

Zkoušky mikrotvrdosti Metoda Vickers Metoda Knoop

Dynamicko – plastické metody Poldi kladívko Baumannovo kladívko

Tyto metody se zejména hodí pro: Velké a těžké odlitky Poldi i Baumannovo kladivo je přenosné Pozn: Jedná se o porovnávací metody (vtisk se porovnává s etalonem, jehož tvrdost a chemické složení známe)

Dynamicko – elastické metody Shoreho skleroskop Duroskop

Tyto metody se zejména hodí pro: Pryže, plasty Tvrdé povrchy ocelí (po zpevňování povrchu…) Tam, kde ostatní metody nefungují

Vztahy mezi tvrdostí a základními materiálovými charakteristikami pro nejběžnější konstrukční materiály (nízkouhlíkové a nízkolegované oceli, litiny atd.): mez kluzu: Re = (3,33 ÷ 5) ∙ HV (HB) mez pevnosti: Rm = (2,86 ÷ 3,33) ∙ HV (HB) pro svařitelné uhlíkové a uhlíko-manganové oceli: smluvní mez kluzu: Rp 0,2 = 3,28 ∙ HV – 221 mez pevnosti (pro HV 100 ÷ 250): Rm = 3,3 ∙ HV – 8 mez pevnosti (pro HV 250 ÷ 400): Rm = 3,15 ∙ HV – 8 ***