Istnieją cztery główne standardowe metody pomiarowe, które pozwalają na wyrażenie zależności między twardością a wielkością odcisku, a mianowicie Brinella, Vickersa, Knoopa i Rockwella. Ze względów praktycznych i kalibracyjnych, każda z tych metod jest podzielona na szereg skal, zdefiniowanych przez relację przyłożonego nacisku i geometrii wgłębnika. Wybierz jedną z wymienionych poniżej metod pomiarowych, aby uzyskać więcej szczegółów.
Tester twardości Vickersa wykorzystuje szeroko zaufaną metodę pomiaru twardości w szerokim zakresie materiałów. Opracowana w 1924 roku przez Smitha i Sandlanda w firmie Vickers Ltd, metoda mikrotwardości Vickersa została wprowadzona jako bardziej wszechstronna alternatywa dla testów Brinella.
Jedną z głównych zalet metody Vickersa jest jej spójność: obliczenia są niezależne od rozmiaru stempla, a pojedynczy stempel diamentowy może być używany zarówno do materiałów twardych, jak i miękkich. Dzięki temu maszyny do testowania twardości Vickersa lub metody te są odpowiednie do szerokiego zakresu zastosowań.
Podobnie jak inne testy twardości, metoda Vickersa mierzy opór materiału przed odkształceniem plastycznym. Wykorzystuje ona stempel w kształcie diamentu, który ma postać piramidy o kwadratowej podstawie, naciskany na powierzchnię materiału próbki pod kontrolowanym obciążeniem.
Po przeprowadzeniu testu zostaje odciśnięty odcisk, który mierzy się po przekątnej. Wynik nazywa się Liczbą Piramidy Vickersa (HV), znaną również jako Twardość Piramidy Diamentowej (DPH). Ze względu na swoją precyzję, test ten nadaje się do oceny zarówno twardości mikro, jak i makro.
Aby zagwarantować wiarygodne i precyzyjne wyniki, mikrotwardościowy test Vickersa opiera się na następujących zasadach:
Stempel musi pozostawiać geometrycznie podobne odciski, niezależnie od wielkości.
Punkty odcisków muszą być wyraźnie określone i łatwe do zmierzenia.
Stempel musi charakteryzować się dużą odpornością na odkształcenia, dlatego stosuje się diament.
Wartości twardości Vickersa podaje się w standardowym formacie, takim jak xxxHVyy, na przykład 440HV30, lub xxxHVyy/zz, gdzie:
Jeśli czas obciążenia różni się od standardowego (10 do 15 sekund), jest również uwzględniany:
440HV30/20 oznacza czas obciążenia 20 sekund.
Testery twardości Vickersa są wykorzystywane w różnych branżach do:
Oceny materiałów
Kontroli jakości w produkcji
Badań i rozwoju w metalurgii i inżynierii
Metoda ta jest preferowana ze względu na zdolność do określania zależności między wytrzymałością na rozciąganie a odpornością na zużycie i ciągliwość. Choć wyniki Vickersa są generalnie niezależne od zastosowanej siły testowej (w zakresie od 500 gf do 50 kgf), należy zadbać o odpowiednią odległość między odciskami (co najmniej trzy średnice), aby uniknąć interferencji spowodowanej utwardzeniem materiału wskutek pracy.
Typowe dziedziny zastosowań to:
Komponenty lotnicze i motoryzacyjne
Laboratoria metalurgiczne i nauk materiałowych
Analiza mikrostruktury i cienkie powłoki
INNOVATEST oferuje różne testery twardości Vickersa, które są zamkniętymi układami opartymi na ogniwach obciążeniowych. Nasze instrumenty są opracowywane, projektowane i testowane pod względem wytrzymałości w naszych ośrodkach badawczo-rozwojowych, a także oferują naszym klientom wybór pomiędzy podstawowym testowaniem ręcznym a w pełni automatycznym testowaniem Vickersa.
Wszystkie instrumenty są wyposażone w przyjazne dla użytkownika, zaawansowane oprogramowanie IMPRESSIONS, które zapewnia łatwość obsługi przy jednoczesnym uwzględnieniu bardziej złożonych zastosowań i przepływów pracy. Dodatkowo, wszystkie krytyczne wewnętrzne komponenty elektroniczne są produkowane przez INNOVATEST, co pozwala na wysoką kontrolę jakości produkcji i zapewnia niezawodność instrumentu do testowania twardości przez wiele lat, wspieraną przez nasze rozszerzone opcje gwarancji.
Wybór odpowiedniego testera twardości zależy od typu materiału, wymagań dotyczących obciążenia oraz środowiska testowego.
Masz już określone wymagania testowe?
Skorzystaj z naszego narzędzia do konfiguracji
Nasze narzędzie umożliwia łatwe dopasowanie Twoich specyfikacji do odpowiedniego rozwiązania. Natychmiast otrzymasz dopasowane rekomendacje oraz ceny, co umożliwi szybsze i bardziej świadome podejmowanie decyzji.
Testery twardości Rockwella INNOVATEST zostały zaprojektowane zarówno do standardowych, jak i powierzchniowych metod testowania twardości Rockwella. Testery te spełniają wymagania procedur określonych w normach ISO 6508, ASTM E18, JIS Z2245, które są najbardziej powszechnie stosowanymi standardami do pomiaru twardości materiałów na całym świecie.
Metody testowania twardości Rockwella, zarówno manualne, półautomatyczne, jak i w pełni automatyczne, są stosowane w szerokim zakresie metali i tworzyw sztucznych. Metoda polega na pomiarze głębokości trwałego odcisku wykonanego przez określony stempel pod określonym obciążeniem (wstępnym).
W zależności od materiału i zastosowania, mogą być używane różne skale Rockwella, takie jak Rockwell HRC dla twardszych stali, HRB dla miększych metali, takich jak mosiądz, oraz skale powierzchniowe dla cienkich materiałów lub powłok.
Dzięki minimalnym wymaganiom przygotowania próbek, test Rockwella pozostaje jedną z najszybszych i najbardziej przyjaznych użytkownikowi metod testowania twardości stosowanych w różnych branżach. Główne zalety korzystania z testera twardości z metodą Rockwella to:
Szybkie testowanie i krótkie czasy cyklu
Natychmiastowy wyświetlacz wartości twardości po odciśnięciu
Na początku nakłada się mniejsze obciążenie (wstępne), aby ustalić punkt zerowy lub odniesienia. Następnie dodaje się większe obciążenie, aby osiągnąć pełną siłę testową, która jest utrzymywana przez określony czas, aby uwzględnić odzyskiwanie elastyczne materiału. Po usunięciu większego obciążenia, mniejsze obciążenie pozostaje w miejscu, a różnica w głębokości od pierwotnego punktu odniesienia jest używana do obliczenia wartości twardości Rockwella.
INNOVATEST oferuje różne dedykowane testery twardości Rockwella, które są maszynami z zamkniętym obiegiem, opartymi na ogniwach obciążeniowych. Nasze instrumenty są opracowywane, projektowane i testowane pod względem wytrzymałości w naszych ośrodkach badawczo-rozwojowych, a także oferują naszym klientom wybór pomiędzy podstawowym testowaniem manualnym a w pełni automatycznym testowaniem Rockwella.
Seria GEMINI
Seria HAWK
Seria FENIX
Wszystkie urządzenia są wyposażone w przyjazne dla użytkownika, zaawansowane oprogramowanie IMPRESSIONS, które umożliwia łatwość obsługi, przy jednoczesnym dostosowaniu do złożonych zastosowań i przepływów pracy. Dodatkowo, wszystkie krytyczne wewnętrzne komponenty elektroniczne są produkowane przez INNOVATEST, co pozwala na wysoki poziom kontroli jakości produkcji i zapewnia niezawodność testera twardości przez wiele lat, wspieraną przez nasze rozszerzone opcje gwarancji.
Wybór odpowiedniego testera twardości zależy od typu materiału, wymagań dotyczących obciążenia oraz środowiska testowego.
Masz już określone wymagania testowe?
Skorzystaj z naszego narzędzia do konfiguracji
Nasze narzędzie umożliwia łatwe dopasowanie Twoich specyfikacji do odpowiedniego rozwiązania. Natychmiast otrzymasz dopasowane rekomendacje oraz ceny, co umożliwi szybsze i bardziej świadome podejmowanie decyzji.
Tester twardości Brinella wykorzystuje najstarszą metodę testowania twardości, która jest nadal powszechnie stosowana. Opracowana w 1900 roku przez szwedzkiego inżyniera dr. Johana Augusta Brinella, technika ta (standaryzowana jako ISO 6506, ASTM E10, JIS Z 2243) jest szczególnie odpowiednia do pomiaru twardości odlewów i kucia o strukturach ziarnistych, które są zbyt chropowate do testowania metodami Rockwella lub Vickersa.
Warunki testu twardości Brinella obejmują około 25 różnych kombinacji obciążenia i średnicy kulki. Dzięki temu możliwe jest testowanie niemal wszystkich metali metodą twardości Brinella (HBW), wystarczy tylko dostosować wielkość kulki i siłę testową w zależności od wymiarów próbki i jej konstrukcji. Zasada działania jest taka sama, niezależnie od tego, czy używany jest cyfrowy tester twardości Brinella, czy przenośny tester twardości Brinella. W niektórych przypadkach, o ile stosunek średnicy kulki do siły testowej pozostaje stały, wyniki testu uznawane są za dokładne przy zmianie warunków testowych Brinella.
Skala Brinella HBW (gdzie „H” oznacza twardość, „B” – Brinella, a „W” – kulkę węglika tungstenowego) jest najczęściej używaną odmianą, zwłaszcza dla metali żelaznych i nieżelaznych.
Wyniki uzyskane z testera twardości Brinella są szeroko stosowane w przemyśle jako podstawa akceptacji przesyłek komercyjnych i kontroli jakości. Wartości twardości uzyskane w teście Brinella mogą również dostarczyć informacji o innych właściwościach materiałów, takich jak:
Ciepliwość (plastyczność)
Wytrzymałość na rozciąganie
Odporność na zużycie
Nasze testery twardości Brinella są odporne na najbardziej wymagające warunki. Jeśli to konieczne, mogą być wyposażone w system filtracji powietrza, aby chronić wnętrze przed kurzem. Testery są dostępne w różnych wersjach, w tym przenośny tester twardości Brinella do zastosowań terenowych, jak również modele montowane na stole i stojące na podłodze do precyzyjnego testowania w laboratoriach lub środowiskach przemysłowych.
INNOVATEST oferuje różne dedykowane testery twardości Brinella, które są maszynami z zamkniętym obiegiem, opartymi na ogniwach obciążeniowych. Nasze instrumenty są opracowywane, projektowane i testowane pod względem wytrzymałości w naszych ośrodkach badawczo-rozwojowych, a także oferują naszym klientom wybór pomiędzy podstawowym testowaniem manualnym a w pełni automatycznym testowaniem Brinella.
Seria NEXUS
Seria NEMESIS
Wszystkie urządzenia są wyposażone w przyjazne dla użytkownika, zaawansowane oprogramowanie IMPRESSIONS, które zapewnia łatwość obsługi, przy jednoczesnym dostosowaniu do złożonych zastosowań i przepływów pracy. Dodatkowo, wszystkie krytyczne wewnętrzne komponenty elektroniczne są produkowane przez INNOVATEST, co pozwala na wysoki poziom kontroli jakości produkcji i zapewnia niezawodność testera twardości przez wiele lat, wspieraną przez nasze rozszerzone opcje gwarancji.
Wybór odpowiedniego testera twardości zależy od typu materiału, wymagań dotyczących obciążenia oraz środowiska testowego.
Masz już określone wymagania testowe?
Skorzystaj z naszego narzędzia do konfiguracji
Nasze narzędzie umożliwia łatwe dopasowanie Twoich specyfikacji do odpowiedniego rozwiązania. Natychmiast otrzymasz dopasowane rekomendacje oraz ceny, co umożliwi szybsze i bardziej świadome podejmowanie decyzji.
Test Brinella można łatwo wyjaśnić jako test twardości oparty na odcisku, składający się z dwóch podstawowych kroków.
Krok 1: Odcisk
Krok 2: Pomiar
Tester twardości Knoop został zaprojektowany do testowania mikro-twardości, czyli oceny bardzo cienkich materiałów, powłok lub materiałów łamliwych, w których tylko minimalny odcisk jest akceptowalny. Metoda testowania twardości Knoop wykorzystuje niską siłę testową oraz unikalny, diamentowy stempel o specyficznym kształcie, co pozwala na precyzyjne pomiary twardości w skali mikro. Proces testowania został udokumentowany w normach ISO 4545, ASTM E92 oraz JIS B7725.
Testery twardości Knoop INNOVATEST, produkowane w Holandii, są zaprojektowane z myślą o precyzyjności i niezawodności. Oferujemy jedną z najszerszych ofert testerów mikro-twardości, wspieraną przez profesjonalną obsługę i wsparcie.
Chociaż zarówno testy Knoop, jak i Vickersa należą do testowania mikro-twardości, różnią się one geometrią odcisku oraz czułością pomiaru:
Odciski Knoop są wydłużone i asymetryczne, co pozwala na bardziej precyzyjne mapowanie twardości na bardzo małych odległościach. Natomiast odciski Vickersa są kwadratowe i symetryczne, co zapewnia bardziej stabilne wyniki przy nieco wyższych siłach.
Testowanie mikro-twardości Knoop dla cienkich powłok i materiałów miękkich
Testery mikro-twardości Knoop są zazwyczaj preferowane w przypadku cienkich powłok lub delikatnych materiałów. Są szczególnie odpowiednie do testowania siłami poniżej 200 gf, gdzie zmienność pomiarów jest bardziej prawdopodobna.
Test twardości Knoop stosuje precyzyjny diamentowy stempel o długiej i krótkiej przekątnej, tworząc wydłużony odcisk. Siła testowa zazwyczaj wynosi od 10 gf do 1000 gf, chociaż w specjalnych przypadkach może wynosić nawet 2 lub 5 kgf.
Metoda Knoop nie jest powszechnie stosowana do pomiaru twardości masy materiału, wyjątkiem są specyficzne przypadki, takie jak 500 gf, gdzie standardy ASTM dostarczają przeliczniki na inne skale. W przypadku większych sił testowych mogą wystąpić zmiany wyników w zależności od materiału i ustawienia testu.
Metoda Knoop jest szczególnie cenna do testowania zmian twardości na małych cechach, przekrojach lub gradientach powierzchni.
Jak przygotować próbki do testowania twardości Knoop
Odpowiednie przygotowanie próbek jest kluczowe dla testu twardości Knoop. Niedoskonałości powierzchniowe, takie jak korozja, zarysowania czy odkształcenia, mogą znacząco wpłynąć na wyniki, szczególnie przy niższych siłach testowych. Usunięcie wszelkich uszkodzeń powierzchniowych zapewnia dokładne i powtarzalne pomiary.
Jak interpretować wyniki testu twardości Knoop
Testery twardości Knoop INNOVATEST
INNOVATEST oferuje różne testery twardości obsługujące skale KNOOP, które są maszynami z zamkniętym obiegiem, opartymi na ogniwach obciążeniowych. Nasze instrumenty są opracowywane, projektowane i testowane pod względem wytrzymałości w naszych ośrodkach badawczo-rozwojowych, a także oferują naszym klientom wybór pomiędzy podstawowym testowaniem manualnym a w pełni automatycznym testowaniem Knoop.
Seria FALCON
Seria NEMESIS
Seria NEXUS
Wszystkie urządzenia są wyposażone w przyjazne dla użytkownika, zaawansowane oprogramowanie IMPRESSIONS, które zapewnia łatwość obsługi przy jednoczesnym dostosowaniu do złożonych zastosowań i przepływów pracy. Dodatkowo, wszystkie krytyczne wewnętrzne komponenty elektroniczne są produkowane przez INNOVATEST, co zapewnia wysoki poziom kontroli jakości produkcji i gwarantuje niezawodność testera twardości przez wiele lat, wspieraną przez nasze rozszerzone opcje gwarancji.
Wybór odpowiedniego testera twardości zależy od typu materiału, wymagań dotyczących obciążenia oraz środowiska testowego.
Masz już określone wymagania testowe?
Skorzystaj z naszego narzędzia do konfiguracji
Nasze narzędzie umożliwia łatwe dopasowanie Twoich specyfikacji do odpowiedniego rozwiązania. Natychmiast otrzymasz dopasowane rekomendacje oraz ceny, co umożliwi szybsze i bardziej świadome podejmowanie decyzji.
