Projekt Anglicky v odborných předmětech, CZ.1.07/1.3.09/04.0002 Anglicky v odborných předmětech "Support of teaching technical subjects in English“ Výukový program: Strojírenská metrologie Název programu: Měření tvrdosti Vypracoval: Ing. Pavel Rožek Projekt Anglicky v odborných předmětech, CZ.1.07/1.3.09/04.0002 je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Měření tvrdosti

Měření tvrdosti Tvrdost materiálu je mechanická vlastnost definovaná jako odpor, který klade materiál proti vnikání cizího tělesa. Podstata metod měření tvrdosti se tedy zakládá na vtlačování malého tělíska (indentoru) do povrchu zkoušeného materiálu určitou silou za definovaných podmínek. Měřítkem tvrdosti je velikost stopy, která vznikla vtlačováním tělesa vhodného tvaru (kulička, kužel, jehlan) a z dostatečně tvrdého materiálu (kalená ocel, slinutý karbid, diamant).

Měření tvrdosti Zkoušky tvrdosti se dělí na: vrypové, vnikající, odrazové, podle charakteru zátěžné síly na: statické dynamické

Statické vnikající zkoušky tvrdosti Jsou nejrozšířenější a nejvýznamnější, Vtisk se vytváří pomalým vtlačováním vnikajícího tělíska plynule se zvyšující silou kolmo do zkoušeného povrchu. Základní zkoušky jsou podle: Brinella Rockwella Vickerse

Zkouška tvrdosti podle Brinella Provádí se podle normy ČSN EN ISO 6506. Měření probíhá na Brinellově tvrdoměru. Do zkoušeného materiálu se zatlačuje silou F ocelová kalená kulička o průměru D. Průměr vtisku se měří ve dvou na sobě kolmých směrech. Zkoušky podle Brinella se hodí jen pro zkoušení tvrdosti středně tvrdých a měkkých materiálů.

Zkouška tvrdosti podle Brinella Označování Tvrdost podle Brinella se označuje naměřenou hodnotou a při standardní síle a velikosti kuličky ještě písmeny H. Třetí písmeno označuje materiál kuličky, HBS označuje Brinellovu zkoušku s ocelovou kuličkou a HBW s kuličkou z tvrdokovu. 228 HBW 2,5/187,5/30 228 - hodnota tvrdosti HBW - Brinell a materiál kuličky 2,5 průměr kuličky v mm 187,5 síla v kp 187,5 x 9,81 = 1839 N 30 doba působení v sekundách

Zkouška tvrdosti podle Vickerse Provádí se podle normy ČSN EN ISO 6507. Měření probíhá na Vickersově tvrdoměru. Vtlačován je diamantový pravidelný čtyřboký jehlan o vrcholovém úhlu 136°. Tvrdost se určuje po změření střední délky obou úhlopříček vtisku. Při zkouškách tvrdosti podle Vickerse se používá pro měkké i tvrdé materiály stejného zkušebního tělesa.

Zkouška tvrdosti podle Vickerse Označování Tvrdost podle Vickerse se označuje číselnou hodnotou tvrdosti, zkratkou HV, hodnotou podílu zkušební síly a síly 9,81 N a dobu působení síly v sekundách. 210 HV/50/30 210 hodnota tvrdosti HV zkouška podle Vickerse 50 zkušební síla F = 50 x 9,81 N = 490,3 N 30 doba působení síly v sekundách

Zkouška tvrdosti podle Rockwella Provádí se podle normy ČSN EN ISO 6508. Měření probíhá na Rockwellově tvrdoměru. Vnikajícím tělískem je diamantový kužel s vrcholovým úhlem 120° nebo kalená ocelová kulička o průměru 1/16“ nebo 1/8“. Měří se hloubka vtisku dosaženého vtlačováním vnikajícího tělesa za definovaných podmínek.

Zkouška tvrdosti podle Rockwella Označování Tvrdost podle Rockwella se označuje naměřenou hodnotou, písmeny HR a písmenem označujícím stupnici. K měření tvrdosti tvrdých materiálů se používá diamantový kužel s vrcholovým úhlem 120° (např. při postupech HRB a HRA). K měření měkkých materiálů se používá zakalená ocelová kulička průměru 1,59 mm nebo 3,175 mm (např. při postupech HRB a HRF). 58 HRC 56 hodnota tvrdosti HRC Rockwellova zkouška C

Přenosné tvrdoměry Slouží ke zkoušení tvrdosti velkých dílů nebo na těžko dostupných místech dílů. Ruční tvrdoměr se přitiskne k materiálu a tlačítkem se spustí. Změřená hodnota tvrdosti se zobrazí na displeji. Ultrazvukový tvrdoměr vyhodnocuje odražený ultrazvukový signál a podle útlumu určuje tvrdost materiálu (tvrdý materiál pohlcuje málo energie). Odrazový tvrdoměr vyhodnocuje rychlost odražené ocelové kuličky (tvrdý materiál pohlcuje málo energie).

Otázka č1: Pro jaké materiály je vhodné měření tvrdosti podle Brinella resp. Vickerse? Otázka č2: Vysvětli příklad označení tvrdosti podle Vickerse: 220HV/50/30

Použitá literatura BUMBÁLEK, Leoš. Kontrola a měření. 1. Praha: Informatorium, 2009. 205 s. ISBN 978-80-7333-072-9 Moderní strojírenství pro školu i praxi. 55. Praha: EUROPA - SOBOTÁLES cz., 2007. ISBN 978-80-86706-19-1.