Η σκληρότητα είναι μια θεμελιώδης μηχανική ιδιότητα των υλικών, που ορίζεται ως η αντίσταση στην τοπική εσοχή από ένα εργαλείο εσοχής. Η μέτρησή της επιτρέπει τον ποιοτικό έλεγχο των θερμικών επεξεργασιών (σκλήρυνση, ανόπτηση, ενανθράκωση, νιτρίδωση), την επιλογή του κατάλληλου υλικού για εφαρμογές τριβής και φθοράς, την επαλήθευση της συμμόρφωσης με τις προδιαγραφές προμήθειας και την έμμεση εκτίμηση άλλων ιδιοτήτων όπως η αντοχή σε εφελκυσμό. Οι τεχνολογίες μέτρησης καλύπτουν μέταλλα, ελαστικά, πλαστικά, χρώματα, υφαντικά νήματα και ειδικά υλικά, με ολοένα και πιο εξελιγμένα φορητά και επιτραπέζια όργανα.
Θέλετε βοήθεια στην επιλογή του προϊόντος;
Μέθοδοι μέτρησης σκληρότητας
Για τα μέταλλα, οι κύριες τυποποιημένες μέθοδοι είναι: Rockwell (HRA, HRB, HRC, HRN, HRT), με βάση το υπολειπόμενο βάθος διείσδυσης ενός διαμαντένιου εγκοπτήρα ή μιας χαλύβδινης σφαίρας υπό προφόρτιση/κύρια φορτία· Brinell (HBW), η οποία μετρά τη διάμετρο της εσοχής που αφήνει μια σφαίρα καρβιδίου βολφραμίου· Vickers (HV), χρησιμοποιώντας μια τετραγωνική πυραμίδα διαμαντιού και οπτική μέτρηση της διαγωνίου εσοχής· και Knoop (HK) για μικροσκληρότητα σε λεπτά στρώματα. Οι φορητές μέθοδοι Leeb (δυναμική ανάκαμψη, κλίμακα HL/HLD) και UCI (Υπερηχητική Αντίσταση Επαφής) επιτρέπουν επιτόπιες μετρήσεις σε μεγάλα μέρη και σύνθετες γεωμετρίες. Για το καουτσούκ και τα πλαστικά, χρησιμοποιείται η κλίμακα Shore (A, D, B, C, O, OO), όπως και η μέθοδος IRHD για μικρά και λεπτά μέρη.
Καλυπτόμενες κατηγορίες οργάνων
Η ενότητα περιλαμβάνει σκληρόμετρα Shore για καουτσούκ και πλαστικά, σκληρόμετρα IRHD και micro-IRHD σύμφωνα με το πρότυπο ISO 48, φορητά σκληρόμετρα για μέταλλα με τεχνολογίες Leeb και UCI, σκληρόμετρα Rockwell, Brinell και Vickers για μεταλλογραφικά εργαστήρια, εξειδικευμένα σκληρόμετρα για νήματα και υφάσματα (σκληρότητα συσκευασίας νήματος), όργανα μέτρησης σκληρότητας βαφής (μολύβι, Buchholz indentation, Persoz, König), βάσεις και βάσεις δοκιμών για επαναλήψιμες μετρήσεις.
βιομηχανικές εφαρμογές
Οι συσκευές σκληρότητας χρησιμοποιούνται στον ποιοτικό έλεγχο θερμικά επεξεργασμένων χαλύβων, χυτών χυτηρίων, σφυρήλατων εξαρτημάτων, συγκολλήσεων (δοκιμή θερμικά επηρεαζόμενης ζώνης (HAZ)), στη χαρτογράφηση των κλίσεων σκληρότητας βάθους θήκης για γρανάζια και άξονες με νιτρίδιο που έχουν σκληρυνθεί, και στις δοκιμές τεχνικών ελαστικών (φλάντζες, τσιμούχες λαδιού, δονούμενα μέρη), ελαστικών, πλαστικών και προφίλ PVC, καπακιών και καψουλών, υφαντικών νημάτων και καρουλιών, και επιστρώσεων βαφής. Οι φορητές μέθοδοι Leeb/UCI είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς στη ναυπηγική βιομηχανία, τους σιδηροδρόμους, την ενέργεια και το πετρέλαιο και φυσικό αέριο για επιτόπιες επιθεωρήσεις.
Κανονισμοί και πρότυπα
Τα πρότυπα αναφοράς για τα μέταλλα είναι ISO 6506 (Brinell), ISO 6507 (Vickers), ISO 6508 (Rockwell), ISO 16859 (Leeb), DIN 50159 (UCI), ASTM E10, E18, E92, E384. Για το καουτσούκ και τα πλαστικά, χρησιμοποιούνται τα ISO 48 (IRHD), ISO 7619 (Shore) και ASTM D2240. Για τα χρώματα, χρησιμοποιούνται τα ISO 15184 (σκληρότητα μολυβιού), ISO 3231 (Buchholz) και ISO 1522 (Persoz και König). Η βαθμονόμηση των δοκιμαστών σκληρότητας πραγματοποιείται με δοκιμαστικά μπλοκ πιστοποιημένα κατά ISO 17025, τα οποία συμμορφώνονται με τις κλάσεις ακρίβειας που ορίζονται από τα αντίστοιχα πρότυπα.
Κριτήρια επιλογής
Η επιλογή του καταλληλότερου σκληρομέτρου πρέπει να λαμβάνει υπόψη το υλικό (σκληρό ή μαλακό μέταλλο, καουτσούκ, πλαστικό, βαφή), το μέγεθος και την προσβασιμότητα του τεμαχίου (επιτραπέζιο ή φορητό), το βάθος της επεξεργασίας που θα μετρηθεί, το ελάχιστο πάχος του υλικού (εμπειρικός κανόνας: 10 φορές το βάθος εσοχής), τις περιβαλλοντικές συνθήκες, τις ανοχές αποδοχής και την ενσωμάτωση με το σύστημα ποιότητας της εταιρείας. Οι υποσελίδες περιγράφουν λεπτομερώς κάθε τύπο οργάνου, με τεχνικές παραμέτρους, εύρη κλίμακας και τυπικές εφαρμογές.
Η συσχέτιση μεταξύ διαφορετικών κλιμάκων σκληρότητας (π.χ. HV ↔ HRC ↔ HB) διέπεται από τυποποιημένους πίνακες μετατροπής (ASTM E140), αλλά ισχύει μόνο για συγκεκριμένα υλικά και ομάδες. Στην περίπτωση κρίσιμων εφαρμογών, είναι πάντα προτιμότερο να εκτελείται η μέτρηση στην κλίμακα που ορίζεται αρχικά από τις προδιαγραφές ή το τεχνικό σχέδιο.