Tester twardości powierzchni jest niezbędnym instrumentem w materiałoznawstwie i inżynierii, używanym do pomiaru twardości warstwy powierzchniowej materiału. Jako wiodący dostawca twardościomierzy powierzchniowych, jesteśmy zobowiązani do dostarczania produktów wysokiej jakości i dogłębnej wiedzy na temat ich zasad. Na tym blogu szczegółowo omówimy zasadę działania powierzchniowego testera twardości.
1. Podstawy twardości i jej znaczenie
Twardość jest podstawową właściwością materiałów, która odnosi się do odporności materiału na lokalne odkształcenia, zwłaszcza odkształcenia plastyczne, wgniecenia czy zarysowania. Pomiar twardości ma kluczowe znaczenie w różnych gałęziach przemysłu, takich jak produkcja, metalurgia i przemysł lotniczy. Pomaga w określeniu przydatności materiałów do konkretnych zastosowań, ocenie jakości procesów obróbki cieplnej i przewidywaniu odporności elementów na zużycie.
2. Zasada działania twardościomierza Rockwella
TheTester twardości powierzchni Rockwellajest szeroko stosowanym typem testera twardości powierzchniowej. Działa w oparciu o zasadę badania twardości Rockwella, z pewnymi modyfikacjami dotyczącymi testów powierzchniowych.
2.1 Koncepcja badania twardości Rockwella
Test twardości Rockwella mierzy głębokość wnikania wgłębnika w materiał pod dużym obciążeniem, po przyłożeniu początkowego niewielkiego obciążenia. Do obliczenia wartości twardości wykorzystuje się różnicę głębokości penetracji pomiędzy mniejszymi i większymi obciążeniami. Ogólny wzór na twardość Rockwella jest związany z głębokością wcięcia, a różne skale są definiowane w zależności od rodzaju wgłębnika i wielkości obciążeń.
2.2 Adaptacje do testów powierzchniowych
W powierzchownym teście Rockwella stosowane obciążenia są mniejsze w porównaniu ze standardowym testem Rockwella. Dzieje się tak, ponieważ badania powierzchniowe mają na celu pomiar twardości cienkich warstw powierzchniowych lub materiałów, które mogą zostać uszkodzone przez większe obciążenia. Mniejsze obciążenie w powierzchownym teście Rockwella wynosi zazwyczaj 3 kgf, a główne obciążenia mogą wynosić 15 kgf, 30 kgf lub 45 kgf.
Wgłębnikiem stosowanym w powierzchniowym twardościomierzu Rockwella może być stożek diamentowy (w przypadku twardszych materiałów) lub stalowa kulka (w przypadku bardziej miękkich materiałów). Kiedy najpierw zostanie przyłożone mniejsze obciążenie, wgłębnik mocno osadzi się na powierzchni materiału. Następnie dodaje się główne obciążenie, powodując dalszą penetrację wgłębnika. Po określonym czasie przebywania główny ładunek zostaje usunięty, a wgłębnik lekko się odbija. Wartość twardości określa się na podstawie głębokości netto wgłębienia spowodowanego dużym obciążeniem, mierzonej za pomocą precyzyjnego pokrętła lub cyfrowego wyświetlacza testera.
3. Proces badania twardości powierzchniowej Rockwella
TheTest twardości powierzchniowej Rockwellaobejmuje kilka kroków:
3.1 Przygotowanie próbki
Próbka do badania musi mieć gładką i płaską powierzchnię. Wszelkie nierówności, zadrapania lub nierówności na powierzchni mogą mieć wpływ na dokładność pomiaru twardości. Próbka powinna być również wystarczająco duża, aby zapewnić, że wcięcie zostanie wykonane w prawidłowym obszarze badania, a nie w pobliżu krawędzi lub rogów.
3.2 Wybór wgłębnika
Na podstawie oszacowanej twardości próbki dobierany jest odpowiedni wgłębnik (stożek diamentowy lub kulka stalowa). W przypadku bardzo twardych materiałów, takich jak stale hartowane, stosuje się wgłębnik diamentowy. W przypadku bardziej miękkich materiałów, takich jak stopy aluminium, bardziej odpowiedni jest wgłębnik z kulką stalową.
3.3 Załaduj aplikację
Najpierw przykłada się niewielkie obciążenie 3 kgf, aby osadzić wgłębnik w próbce. Rejestruje się początkową głębokość wcięcia. Następnie stopniowo dodaje się główne obciążenie (15 kgf, 30 kgf lub 45 kgf). Po czasie przebywania wynoszącym około 10–15 sekund usuwa się główne obciążenie i mierzy się ostateczną głębokość wcięcia.
3.4 Obliczanie twardości
Wartość twardości odczytywana jest bezpośrednio ze skali na testerze. Dla różnych kombinacji wgłębnika i obciążenia stosuje się różne skale. Na przykład skala 15N wykorzystuje wgłębnik stożkowy diamentowy o dużym obciążeniu 15 kgf, a skala 30T wykorzystuje wgłębnik z kulką stalową o średnicy 1/16 cala i dużym obciążeniu 30 kgf.
4. Zalety badania twardości powierzchni
Powierzchowne badanie twardości ma kilka zalet:
4.1 Odpowiednie do cienkich materiałów
Może dokładnie mierzyć twardość cienkich warstw powierzchniowych, takich jak powłoki, części nawęglane i cienkie folie. Ponieważ obciążenia są stosunkowo małe, nie powoduje to nadmiernych odkształceń ani uszkodzeń cienkich warstw.
4.2 Szybko i łatwo
Proces testowania jest stosunkowo szybki, a wyniki można uzyskać natychmiast. Nie wymaga skomplikowanego przygotowania próbek ani długich czasów testowania, dzięki czemu nadaje się do zastosowań w produkcji masowej i kontroli jakości.
4.3 Wysoka precyzja
Nowoczesne twardościomierze powierzchniowe wyposażone są w zaawansowane systemy pomiarowe, które zapewniają bardzo precyzyjne pomiary twardości. Cyfrowe wyświetlacze i zautomatyzowane funkcje zapewniają dokładne i powtarzalne wyniki.
5. Nasz stacjonarny tester twardości powierzchni metalu
Jako dostawca oferujemyStołowy tester twardości powierzchni metalowych, który został zaprojektowany z myślą o potrzebach różnych gałęzi przemysłu. Tester ten jest kompaktowy, łatwy w obsłudze i zapewnia wiarygodne pomiary twardości.
Wyposażony jest w wyświetlacz o wysokiej rozdzielczości, który wyraźnie pokazuje wartość twardości. Tester posiada również wbudowaną opcję drukarki, dzięki której użytkownicy mogą wydrukować wyniki testów w celach dokumentacyjnych. Regulowana wysokość testu i stopień próbki ułatwiają testowanie próbek o różnych rozmiarach i kształtach.
6. Podsumowanie i wezwanie do działania
Podsumowując, zrozumienie zasady działania twardościomierza powierzchniowego jest niezbędne do dokładnego pomiaru twardości. Metoda badania twardości powierzchniowej Rockwella, z jej specyficznymi kombinacjami obciążenia i wgłębników, zapewnia niezawodny sposób pomiaru twardości warstw powierzchniowych. Nasza firma, jako profesjonalny dostawca twardościomierzy powierzchniowych, specjalizuje się w oferowaniu wysokiej jakości produktów i doskonałej obsłudze klienta.
Jeśli potrzebujesz powierzchniowego testera twardości do zastosowań przemysłowych, badań lub procesów kontroli jakości, zapraszamy do kontaktu z nami, aby uzyskać więcej informacji. Niezależnie od tego, czy masz pytania dotyczące działania testera, potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego modelu, czy jesteś zainteresowany zakupem, nasz zespół ekspertów jest gotowy, aby Ci pomóc. Nie wahaj się z nami skontaktować i rozpocząć dyskusję na temat Twoich konkretnych wymagań.
Referencje
- ASTM E18 - 19, Standardowe metody badania twardości Rockwella materiałów metalicznych.
- ISO 6508 - 1:2016, Materiały metaliczne -- Badanie twardości Rockwella -- Część 1: Metoda badania.
- „Nauka o materiałach i inżynieria: wprowadzenie” Williama D. Callistera Jr. i Davida G. Rethwischa.