Twardościomierz do metalu to urządzenie, którego zadaniem jest badanie twardości materiału. Jakie urządzenie jest najlepsze? Takie, który umożliwia łatwe odczytanie wyniku i zapewnia dokładność pomiaru. Na co należy zwrócić uwagę podczas wybierania twardościomierza do metalu?

Na czym polega badanie twardości metalu

Badanie twardości polega na pomiarze głębokości odcisków trwałych w materiałach. Statycznie wykonuje się je za pomocą ustalonego wgłębnika i obciążenia wtłaczania. Najczęściej stosowane metody i urządzenia umożliwiające dokonanie pomiarów twardości omawiamy poniżej.

Twardościomierz Brinella – na czym polega metoda, jej plusy i minusy

Jest kompaktowym i uniwersalnym narzędziem służącym do określania twardości metali. Twardościomierz Brinella składa się z hartowanej stalowej kulki, która jest dociskana do powierzchni materiału, a następnie wprawiana w ruch obrotowy z dużą prędkością przy kontrolowanym nacisku. Odcisk pozostawiony na spodzie kulki na różnych głębokościach w materiale wskazuje na jego twardość.  Główną zaletą tej metody jest wykorzystywanie dużych obciążeń oraz możliwość badania powierzchni nieidealnie prostopadłych do kierunku działania wgłębnika. Wadą twardościomierza Brinella jest pracochłonność całego procesu oraz niemożność przeprowadzenia pomiarów na materiałach cienkich.

Twardościomierz Rockwella – na czym polega metoda, jej plusy i minusy

Kolejną statyczną metodą pomiaru twardości jest metoda Rockwella. Jako wgłębnik stosuje się stożek diamentowy o kącie wierzchołkowym 120 stopni. Możliwe jest również zastosowanie kulki węglowej Sam pomiar polega na dwustopniowym wciskaniu wgłębnika w badany materiał, najpierw siłą wstępną, następnie siłą główną. Główne zalety twardościomierza Rockwella to szybkość i łatwość pomiaru oraz prosta obsługa urządzenia. Jako wadę określa się brak możliwości pomiaru na cienkich wyrobach. Powierzchnia materiału musi być gładka, równa i czysta, a wgłębnik zawsze ustawiony prostopadle.

Mimo mnogości skali Rockwella, w naszym kraju stosuje się  zasadniczo dwie skale pomiarowe: HRC (z użyciem stożka do badania twardości materiałów ulepszanych cieplnie lub utwardzanych) oraz HRB (z użyciem wgłębnika kulkowego do badania materiałów nieobrabianych cieplnie oraz do badania aluminium czy mosiądzu).

Twardościomierz Vickersa – na czym polega metoda, jej plusy i minusy

Metoda Vickersa jest najczęściej stosowanym sposobem oceniania twardości materiału, ponieważ  pomiar jest łatwy do przeprowadzenia, a sam sposób jest uniwersalny. Twardościomierz Vickersa stosuje się przede wszystkim przy pomiarze twardości złączy spawanych. Polega na wgnieceniu w badaną powierzchnię wgłębnika diamentowego z określoną siłą. Twardość metalu określa się, mierząc przekątną powstałego odcisku.

Przykładem urządzenia przenośnego jest twardościomierz Vickersa z firmy Viateco. Zaletą tej metody jest najszersza skala pomiarowa spośród metod badawczych, a także mała inwazyjność odcisków w próbce.

Mierzenie twardości metodą ultradźwiękową

Twardość metali można mierzyć również metodami nieinwazyjnymi. Przykładem może być twardościomierz Equotip 550 – to przenośne urządzenie do wykonywania pomiarów metodą ultradźwiękową. Jego niewątpliwą zaletą jest to, że pozwala bardzo szeroki zakres zastosowań – mierzy twardość nie tylko metalu, ale też papieru czy folii.

Dzięki łatwej kalibracji szybko dopasujemy go do badanego materiału. Obudowa pozwala na jego pracę w trudnych warunkach. Kolorowy wyświetlacz dotykowy jest dodatkowym udogodnieniem. Warto dodać też, że twardościomierz Equotip 550 umożliwia podłączenia sond do różnych metod pomiarowych – nie tylko ultradźwiękowej, ale też dynamicznej Leeba czy statycznej Rockwella.