Измерение твердости представляет собой одно из самых простых механических испытаний: есть металл, у которого необходимо измерить твердость, и есть прибор, который с определенным усилием вдавливает в этот металл маленький и твердый объект. И всего делов!
В роли твердого объекта в зависимости от метода измерения твердости может быть стальной шарик, карбидный шарик, стальная пирамидка, алмазная пирамидка и т.д.
Схемы испытаний для определения твердости: а – по Бринеллю, б – по Виккерсу, в – по Роквеллу.
Итак, вдавили мы этот твердый объект (“индентор” он называется) в поверхность металла и получили отпечаток. Зная силу, с которой мы вдавливали индентор, и измерив площадь его отпечатка (имеется в виду площадь боковой поверхности отпечатка), находим значение твердости. Чаще всего* это значение получается просто: нагрузку делим на площадь.
Ну вот. Теперь после краткого и упрощенного описания методики измерения привожу ниже список стандартов для каждого из возможных методов измерений.
*Примечание: есть и более изощренные способы определения твердости типа измерений по Либу
Измерение твердости по Бринеллю
| Название | Расшифровка | Перевод |
| ГОСТ 9012 | Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю | – |
| ГОСТ 22761 | Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю переносными твердомерами статического действия | – |
| ASTM E10 | Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials | Стандартный метод определения твердости по Бринеллю для металлических материалов |
| ISO 6506-1:2005 | Metallic materials — Brinell hardness test–Part 1: Test method | Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 1. Метод испытания |
| ISO 6506-2:2005 | Metallic materials — Brinell hardness test–Part 2: Verification and calibration of testing machines | Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных машин |
| ISO 6506-3:2005 | Metallic materials — Brinell hardness test–Part 3: Calibration of reference blocks | Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 3: Калибровка контрольных блоков. |
| ISO 6506-4:2005 | Metallic materials — Brinell hardness test–Part 4: Table of hardness values | Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 4: Таблицы твердости |
Измерение твердости по Роквеллу
| Название | Расшифровка | Перевод |
| ГОСТ 9013-59 | Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу | – |
| ГОСТ 22975-78 | Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Роквеллу при малых нагрузках (по Супер-Роквеллу) | – |
| ASTM E18 – 12 | Standard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials | Стандартные методы определения твердости по Роквеллу металлических материалов |
| ISO 6508-1:2005 | Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) | Материалы металлические. Определение твердости по Роквеллу. Часть 1. Метод испытания (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) |
| ISO 6508-2:2005 | Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing machines (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) | Материалы металлические. Определение твердости по Роквеллу. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных машин (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) |
| ISO 6508-3:2005 | Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) | Материалы металлические. Определение твердости по Роквеллу. Часть 3. Калибровка контрольных блоков (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) |
Измерение твердости по Виккерсу
| Название | Расшифровка | Перевод |
| ГОСТ 2999-75 | Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу | – |
| ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007 | Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения | – |
| ASTM E92 (Отменен,заменен на ASTM E384) | Test Method for Vickers Hardness of Metallic Materials | Метод испытаний металлических материалов на твердость по Виккерсу |
| ASTM E384 | Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials | Стандартный метод испытаний материалов на твердость по Кнупу и Виккерсу |
| ISO 6507-1:2005 | Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method | Материалы металлические. Определение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод испытания (См. ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007) |
| ISO 6507-2:2005 | Metallic materials — Vickers hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing machines | Материалы металлические. Определение твердости по Виккерсу. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных машин |
| ISO 6507-3:2005 | Metallic materials — Vickers hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks | Материалы металлические. Определение твердости по Виккерсу. Часть 3. Калибровка контрольных блоков |
| ISO 6507-4:2005 | Metallic materials — Vickers hardness test — Part 4: Tables of hardness values | Материалы металлические. Определение твердости по Виккерсу . Часть 4: Таблицы твердости |
Измерение микротвердости
Очень примечательный метод, потому как в силу очень малого размера индентора этот метод позволяет измерять твердость очень малых объектов, таких как, например, зерна, структурные составляющие, неметаллические включения и др.
Рис. 1. Пример измерения микротвердости зерен.
Именно из-за такого маленького размера индентора данный метод и нашел очень широкое применение в исследовании микроструктуры, и даже при изучении растворимости элементов в твердом растворе и при построении фазовых диаграмм. Об этом можно почитать в книге Глазова В.М. и В.Н. Вигдоровича “Микротвердость металлов”.
А вот, наконец, и стандарты, согласно которым необходимо осуществлять измерения микротвердости, проводить калибровку оборудования и т.д.
| Название | Расшифровка | Перевод |
| ГОСТ 9450-76 | Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников | – |
| ISO 4545-1:2005 | Metallic materials — Knoop hardness test — Part 1: Test method | Материалы металлические. Определение твердости по Кнупу. Часть 1. Метод испытания. |
| ISO 4545-2:2005 | Metallic materials — Knoop hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing machines | Материалы металлические. Определение твердости по Кнупу. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных машин |
| ISO 4545-3:2005 | Metallic materials — Knoop hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks | Материалы металлические. Определение твердости по Кнупу . Часть 3. Калибровка контрольных блоков |
| ISO 4545-4:2005 | Metallic materials — Knoop hardness test — Part 4: Table of hardness values | Материалы металлические. Определение твердости по Кнупу . Часть 4: Таблицы твердости |
Таблицы перевода величин твердости
При наличии такого многообразия методов измерения твердости могут возникнуть вопросы типа: “а как быть с этими различными методами измерения твердости?”, “а что если у меня нет возможности измерить твердость по Виккерсу, а у меня только твердомер Роквелла?”, “как они соотносятся?”. А вот как см. в стандартах ниже. Естественно, что перевод величин твердости из одной шкалы в другую сопровождается некоторой ошибкой, поэтому имеет смысл уделить внимание изучению разделов стандартов, где описываются методы оценки этих ошибок, но при осуществлении перевода величин твердости заказчику необходимо сообщать, по какому стандарту вы делали перевод.
| Название | Расшифровка | Перевод |
| ASTM E140 | Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness | Стандартные переводные таблицы между твердостью металлов по Бринеллю, по Виккерсу, по Роквеллу, по Кнупу, по склероскопу и поверхностной твердостью |
| ISO 18265:2003 | Metallic materials — Conversion of hardness values | Материалы металлические. Преобразование величин твердости |
| SAE J417 | Hardness Tests and Hardness Number Conversions | Испытания на твердость и преобразование величин твердости |
Другие методы измерения твердости
| Название | Расшифровка | Перевод |
| ГОСТ 23273-78 | Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору) | – |
| ГОСТ 22762-77 | Металлы и сплавы. Метод измерения твердости на пределе текучести вдавливанием шара | – |
| ГОСТ 28868-90 | Металлы и сплавы цветные. Измерение твердости методом ударного отпечатка | – |
| ГОСТ 18835-73 | Металлы. Метод измерения пластической твердости | – |
| ISO/DIS 16859-1 | Metallic materials — Leeb hardness test — Part 1: Test method | Материалы металлические. Определение твердости по Либу. Часть 1. Метод испытания. |
| ISO/DIS 16859-2 | Metallic materials — Leeb hardness test — Part 2: Verification and calibration of the testing devices | Материалы металлические. Определение твердости по Либу. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных машин |
| ISO/DIS 16859-3 | Metallic materials — Leeb hardness test — Part 3: Calibration of reference test blocks | Материалы металлические. Определение твердости по Либу . Часть 3. Калибровка контрольных блоков |
Общие рекомендации по измерению твердости
| Название | Расшифровка | Перевод |
| ISO 14577-1:2002 | Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 1: Test method | Материалы металлические. Определение твердости и других характеристик материалов инструментальным методом вдавливания. Часть 1. Метод испытания. |
| ISO 14577-2:2002 | Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 2: Verification and calibration of testing machines | Материалы металлические. Определение твердости и других характеристик материалов инструментальным методом вдавливания. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных машин |
| ISO 14577-3:2002 | Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 3: Calibration of reference blocks | Материалы металлические. Определение твердости и других характеристик материалов инструментальным методом вдавливания. Часть 3. Калибровка контрольных блоков |
| ISO 14577-4:2007 | Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 4: Test method for metallic and non-metallic coatings | Материалы металлические. Определение твердости и других характеристик материалов инструментальным методом вдавливания. Часть 4. Метод испытания металлических и неметаллических покрытий |
| ASTM E448 | Practice for Scleroscope Hardness Testing of Metallic Materials | Метод измерения твердости металлических материалов с помощью склероскопа |
Хотите знать больше? Тогда советую подписаться на обновления блога.
Добавить комментарий