Как определить твердость резины

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 20.09.2024

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Метод определения твердости по Шору А

Rubber.
Method for determination of Shore A hardness

Срок действия с 01.01.77
до 01.01.93*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 2, 1993 год). - Примечание изготовителя базы данных.

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР

Л.А.Вишницкая, Л.П.Федюкина, Б.Ф.Кришталь, В.Д.Сокольская, Р.К.Гольнева, О.Н.Беззаботнова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 21.01.75 N 115.

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

6. Срок действия продлен до 01.01.93 Постановлением Госстандарта СССР от 20.06.88 N 1895

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1988 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, утвержденными в апреле 1980 г., феврале 1983 г., ноябре 1985 г., июне 1988 г. (ИУС 5-80, 6-83, 2-86, 9-88)

Настоящий стандарт распространяется на резину и резиновые изделия и устанавливает метод определения их твердости от 0 до 100 единиц по Шору А.

Сущность метода заключается в измерении сопротивления резины погружению в нее индентора.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 4).

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. Образец для испытания представляет собой пластинку или шайбу с параллельными плоскостями. При измерении расстояние между точками измерений должно быть не менее 5 мм, а расстояние от любой точки измерения до края образца не менее 13 мм.

При испытании изделий и образцов из них допускается другое расстояние от точки измерения до края, которое должно быть установлено в нормативно-технической документации на резиновые изделия и методы их испытаний.

1.2. Толщина образца должна быть не менее 6 мм.

При испытании изделий и образцов из них допускается применять образцы, состоящие из нескольких слоев одной и той же резины, но не более трех, толщина верхнего слоя должна быть не менее 2 мм; толщину образца указывают в нормативно-технической документации на изделия.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

1.3. Поверхность образца должна быть гладкой, без впадин, трещин, пузырей, пор, царапин, шероховатостей, надрывов, посторонних включений и других дефектов, видимых невооруженным глазом.

1.4. Испытание проводят на одном образце.

Разд.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1. Прибор для определения твердости

2.1.1. Прибор должен иметь следующие основные части:

индентор из закаленной стали (чертеж);

пружину для приложения нагрузки к индентору;

шкалу единиц твердости от 0 до 100, при этом 0 должен соответствовать максимальному проникновению индентора (2,54 мм), а 100 - нулевому проникновению; расстояние между делениями шкалы должно быть не менее 1 мм, цена деления должна соответствовать одной единице.

2.1.2. Прибор должен иметь зависимость между твердостью по Шору А и нагрузкой в соответствии с таблицей.

Твердость по Шору А

Нагрузка, Н (гс) (пред. откл. ±0,08 (±8)

(Измененная редакция, Изм. N 4).

2.1.3. Поверхность опорной площадки прибора должна быть не менее 100 мм.

2.1.4. Прибор для испытания должен обеспечивать:

предварительную нагрузку на индентор 0,55 Н (56 гс) для установки его в исходное положение, соответствующее нулевому значению шкалы;

проверку показания твердомера по максимальной твердости при установке на стеклянную или гладкую металлическую поверхность; при нажатии на головку прибора стрелка должна стоять против деления 100±1 на шкале;

погружение индентора в резину перпендикулярно к образцу.

2.1.5. (Исключен, Изм. N 3).

2.1.6. Поверку прибора производят не реже одного раза в шесть месяцев по методике, указанной в нормативно-технической документации на прибор. После ремонта поверку повторяют.

2.3. Секундомер СОПр-Зб-3-121 по ГОСТ 5072-79.

2.2-2.3. (Измененная редакция, Изм. N 4).

2.3а. Часы электрические вторичные показывающие по ТУ 25-07-1503-82* с погрешностью хода ±60 с за 24 ч.

* Документ в информационных продуктах не содержится. За информацией о документе Вы можете обратиться в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

2.3б. Термометр стеклянный по ГОСТ 27544-87 с пределом измерения от минус 50 до плюс 100°С, ценой деления 1 °С, допускаемой погрешностью измерения ±1°С.

2.3в. Допускается применять другие средства измерения, обеспечивающие точность измерения в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

2.3а-2.3в. (Введены дополнительно, Изм. N 4).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. После вулканизации образцы выдерживают в соответствии с требованиями ГОСТ 269-66.

3.2. Перед испытанием образцы кондиционируют при температуре (23±2)°С не менее 1 ч, при этом они должны быть защищены от воздействия прямых солнечных лучей.

3.3. Температура испытания должна быть равна (23±2)°С.

Измеряют толщину образца, округляя результат до целого числа.

3.4. Испытуемый образец помещают на гладкую горизонтальную поверхность. Твердомер устанавливают на образец без толчков и ударов в перпендикулярном положении так, чтобы опорная поверхность площадки соприкасалась с образцом.

Способ установки изделий и образцов из них, место измерения твердости и другие необходимые сведения должны быть приведены в нормативно-технической документации на резиновые изделия и методы их испытаний.

Твердомер устанавливают в специальное приспособление, позволяющее создавать прижимное усилие от 10,0 до 12,5 Н, или на него монтируют центрированный по оси индентора груз массой от 1,00 до 1,25 кг.

Допускается твердомер нагружать вручную.

3.3, 3.4. (Измененная редакция, Изм. N 4).

3.5. Отсчет значения твердости производят по шкале прибора по истечении (3) с с момента прижатия прибора к образцу.

3.6. Для образцов, у которых наблюдается дальнейшее отчетливое погружение индентора, показатель отсчитывают по истечении (15±1) с, что оговаривают в нормативно-технической документации на резины, резиновые изделия и методы их испытаний.

Твердость – это способность оказывать сопротивление внедрению в поверхностные слои другого более упругого тела – индентора. Чтобы выразить эту величину в числовых значениях, необходимо было создать шкалу твердости. Над этим вопросом работало немало ученых. В итоге было создано около десяти универсальных шкал. Каждая имеет свои особенности, предназначена для определенных материалов, выражается в собственных значениях. Одна из них – шкала Шора.

Измерение твердости методом Шора

Альберт Шор жил в двадцатом столетии. Он был промышленником, его предприятие производило низкомодульные материалы. Это вещества, обладающие малой продольной упругостью. При таких характеристиках они являются эластичными без значительного повышения температуры, достаточно даже комнатных показателей. Такими свойствами обладают полимеры, каучуки и продукты его вулканизации, часть разновидностей пластмассы. Таким образом, шкалу твердости Альбер Шор разработал из-за производственной необходимости. Она помогала облегчить труд и с помощью профессиональных продавцов, сделать его предприятие успешнее. И этот способ идеально подходит для определения твердости полиуретана.
Метод Шора – эмпирический. Это означает, что он связан с наблюдениями, проведением опытов, получением выводов на основе восприятия результатов. Показатели, выявленные по этому методу, невозможно точно перевести в другие известные величины твердости, из-за этого шкала Шора является не связанной с фундаментальными характеристиками испытываемого материала.

Но при этом показатели, получаемые с помощью прибора Шора, имеют высокое практическое значение. Их использование широко распространено в различных отраслях. К примеру, автомобилистов интересует твердость по Шору резины, используемой для изготовления покрышек. Оптимальные показатели варьируются от 50 до 75. Чем мягче резина, тем лучше она сцепляется с дорогой. Однако чрезмерно мягкие образцы имеют малый срок службы, так как быстро истираются. А еще слишком мягкие шины больше шумят. Учитывая условия эксплуатации, можно подобрать подходящие по твердости шины, используя число Шора.

К сожалению, не каждый производитель покрышек указывает твердость, хотя определить ее совсем не сложно. Наличие отметки говорит об ответственном подходе к производству и отличных показателях качества.

Метод больше всего подходит для достаточно мягких материалов. Измерять твердость полиуретана по Шору удобно и быстро.

Как измеряется твердость полиуретана по Шору

Определение твердости дюрометром

Прибор для измерения показателей был создан самим Шором еще в 1920 году. Название его – дюрометр. Он состоит из опорной площадки с отверстием посередине, стержня-индентора и упругой пружины, прилагающей к стержню некоторую силу. Также дюрометр снабжен индикатором, показывающим, насколько носик индентора выдвигается за границы опорной поверхности.

Существует несколько шкал твердости. Чаще всего применяются A и D. Разные шкалы необходимы для большей точности, ведь измерения проводятся для различных материалов. Шкала A оптимальна для мягких, а D подходит для более упругих.

Также использование этого метода требует учета условий окружающей среды. Перед тем, как определить твердость изделий из полиуретана, важно отметить влажность среды, температуру, наличие прямого солнечного излучения. Для истинных показателей следуют исключить факторы, искажающие результаты. Помочь в этом могут стандарты ISO.

Также существуют особые требования к виду образца для испытаний. Толщина его должна превышать 6 мм. Ширина же должна быть такой, чтобы до каждого из краев при измерении оставалось не менее 12 мм. Образец должен быть гладким, так как шероховатая текстура приводит к получению искаженных результатов.

Метод определения твердости

Чтобы определить твердость материала, дюрометр устанавливается вертикально, от носика индентора до любого из краев должно оставаться не меньше 1,2 см. Опорная панель быстро, но без толчка прижимается к поверхности образца. При этом необходимо сохранять параллель между плоскостями. Давление может оказываться с помощью специального груза или же ручным жимом.

При мгновенных измерениях показатели снимают через 1 секунду. Но чаще выдерживают интервал в 15 секунд. Для большей точности измерения проводятся пять раз на различных участках образца. Из полученных значений высчитывается среднее арифметическое. Результат может быть от нуля до ста. Это и есть показатель твердости полиуретана по таблице Шора.

Где применяются показатели твердости по Шору

Важны показатели упругости у герметика. Так, в случае, если его придется вскрывать, например, из-за того, что он потемнел, потрескался, более низкие показатели твердости окажутся выгоднее. Мягкий герметик удобнее демонтировать. Оптимальные показатели 10-25. Большие величины говорят о низком качестве герметика.

Твердость покрышек для велосипедов, конечно, должна быть ниже, чем для автомобильных колес. Но все же минимальные показатели около 30. А вот для скейтбордов необходимы твердые колеса. Минимальный порог – 75, а если нужны жесткие колеса, то отметка должна быть в районе 95, что схоже с требованиями к твердости шин вилочных погрузчиков.

Даже выбирая каски для рабочих строительной площадки, важно учитывать показатели твердости. Минимальные показатели – 75 единиц. Использовать защитные головные уборы из более мягкого пластика, с показателями 40-60, опасно для жизни и здоровья.

Твердость каких материалов измеряется c помощью шкалы Шора

Показатели твердости по этому методу являются государственными стандартами для таких материалов, как резина, каучук, эбонит, силикон, пластик, полиуретан. Впервые подобные нормы были утверждены для резины. Стандарт появился еще в 1975 году, после чего неоднократно корректировался.

Измерять методом Шора можно и твердость металлических изделий. Но технология при этом немного другая. При измерении твердости заведомо жестких материалов отслеживают не глубину погружения индентора, а высоту отскока носика. Для показателей, получаемых методом отскока, также есть отдельная шкала. Но в промышленности чаще применяются другие более точные способы определения.

Несмотря на это, места и ситуации, где используется метод Шора, очень разнообразны и порой неожиданны. Так, на показатели твердости обращают внимание медики, когда подбирают специальные резиновые бинты для фиксации шин. Последние необходимы при оказании помощи после травмы костей. Слишком мягкие бинты не могут достаточно качественно фиксировать шину, а слишком жесткие могут пережать сосуды и нарушить кровоток.

Таким образом, метод, изобретенный американским промышленником еще в прошлом веке, до сих пор актуален во многих областях благодаря объективности и доступности применения.

Крупнейшая независимая площадка для обсуждения вопросов производства и переработки пластмасс и эластомеров различными способами. Рекомендации ведущих специалистов.

Как определить твердость резины без твердомера?

- Обсуждаем популярные в наше время термопластичные эластомеры, резину и им подобные материалы. Сырье, продукцию, технологии переработки.
- Discussion of TPE, rubber and other polular modern elastomers, e.g. raw materials, products, technology.

Как определить твердость резины без твердомера?

Приветствую! Возникла такая проблема. На заводе износился прижимной ролик на машине для контактной сварки. Ролик резиновый, для прижатия и склейки изоляции. Сами машины были собраны на коленке умельцами из СССР, соответственно документально нигде не зафиксированы требования к отдельным частям машин. Теперь необходимо сделать новый ролик, работающий при температуре 330 градусов цельсия. Старые ролики изготавливались из какой то старой еще советской резиновой смеси, точное название которой так же неизвестно. Сейчас нам привезли силиконовую резиновую смесь ВСИт - 401/60. Слесарь, делавший старые ролики, набивал резиновую смесь в приспособление и варил 8 часов при 180 градусах в два подхода. Старая смесь была достаточно твердая, новая очень мягкая. Единственный критерий - старая не сжималась пальцами, новая сжимается. Возможности узнать точную цифру нет, твердомер никто покупать не будет, а обьяснить поставщику в чем проблема, без точных цифр не удается. Можете посоветовать, как определиться? В паспорте новой смеси указана твердость 60 единиц по шору.

Вам нужно начинать эксперименты в диапазоне от 80 до 90+ А по Шору. Это твердость роликов (со втулкой из твердого пластика) которые не особо сжимаются пальцами (например полиуретановые ролики для телег) но при этом имеют некую упругость.

определить можно.
длинный путь: брать образцы известной твёрдости и сравнивать
короткий: отдать тем, у кого есть прибор для замера

У вас есть от чего оттолкнуться. Шор 60. режьте старый. режьте новый (60). жуйте. и внимание. В % (%). определяйте на зубок/глазок разницу. 30%. 70%. 100%. и об"являйте Вашу тактильно/зубную разницу в % от Шор 60А. если понадобится-продажники быстро % переведут в Д. И это. самый точный результат таких испытаний. с больным зубом.

. Может это приходит со временем - определяем ( на первичном осмотре) на " зубок". Разброс не более 5 ед.
Возьмите за пример оконный уплотнитель какой нибудь известной фирмы и сранивайте. ( если двухкомпонентные уплотнители - мягкий 60- 65А , а жесткий 85- 90А)
Только зубы берегите
А так Вам подсказали колеса рохли - примерно 90А.

Добрый день!
1.Старая резиновая смесь могла задубеть со временем, набрать твёрдость, поэтому сравнивать с ней - не совсем корректно.
2. Если смесь кажется слишком мягкой, просто берите смесь с твёрдостью 80-90 Шор А.
3. Нужно определиться с режимом вулканизации. По паспорту у ВСИт - 401/60 режим 170 градусов Х 10 минут. Это значит, что пластинка резиновой смеси толщиной 2 мм при 170 градусах завулканизуется полностью за 10 минут. Я не знаю габаритов ролика, но кажется, что 8 часов как-то многовато.

Кто впервые предложил метод?

Впервые метод предложил Альберт Ф. Шор в 1920 году, также он разработал измерительный прибор – дюрометр (фр. dur твёрдый + гр. мерю) – прибор для определения твёрдости пластичных материалов (в частности, резины).

Измерение твердости методом Шора

Альберт Шор жил в двадцатом столетии. Он был промышленником, его предприятие производило низкомодульные материалы. Это вещества, обладающие малой продольной упругостью. При таких характеристиках они являются эластичными без значительного повышения температуры, достаточно даже комнатных показателей. Такими свойствами обладают полимеры, каучуки и продукты его вулканизации, часть разновидностей пластмассы. Таким образом, шкалу твердости Альбер Шор разработал из-за производственной необходимости. Она помогала облегчить труд и сделать его предприятие успешнее. И этот способ идеально подходит для определения твердости полиуретана.
Метод Шора – эмпирический. Это означает, что он связан с наблюдениями, проведением опытов, получением выводов на основе восприятия результатов. Показатели, выявленные по этому методу, невозможно точно перевести в другие известные величины твердости, из-за этого шкала Шора является не связанной с фундаментальными характеристиками испытываемого материала.

Шкалы дюрометра

Примерное соотношение разных шкал

Для измерения дюрометром Шора применяется несколько шкал, используемых для материалов с различными свойствами. Две наиболее распространенных шкалы — тип A и тип D. Шкала типа A предназначена для более мягких материалов, в то время как D для более твердых. Помимо этого стандарт ASTM D2240 предусматривает в общей сложности 12 шкал измерений, используемых в зависимости от целевой задачи; различают типы A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S и R. Все шкалы делятся от 0 до 100 условных единиц, при этом высокие значения соответствуют более твердым материалам.

Соотношение между некоторыми шкалами дюрометров Шора

В чем сущность метода Шора?

Сущность метода Шора заключается во внедрении индентора (определенной формой) под действием тарированной пружины в поверхность исследуемого образца.

Результаты измерения данного метода отличаются большим разбросом значений, но из-за своей простоты, он очень удобен для измерения твердости образцов, готовых изделий, габаритных деталей прямо на месте производства.

Устройство прибора

Чертёж инденторов для дюрометров типов A и D

В конструкции дюрометров Шора типов A и D входят следующие части:

Опорная поверхность (площадь не менее 100 мм²) с отверстием диаметром от 2,5 до 3,5 мм, центр которого находится на расстоянии не менее 6 мм от любого края опоры.
Индентор в виде закаленного стального стержня диаметром 1,10—1,40 мм.
Индикаторное устройство, показывающее степень выдвижения кончика индентора за пределы опорной поверхности. Степень выдвижения может быть измерена непосредственно в условных единицах в диапазоне от 0, для полного выдвижения кончика индентора, равного 2,50 мм + 0,04 мм, до 100 при отсутствии какого-либо выдвижения вообще, что происходит, например, в том случае, когда опорную поверхность индентора плотно прижимают к стеклянной пластинке.
Калиброванная пружина для приложения к индентору силы, рассчитанной согласно одной из приведенных ниже формул:

F = 550 + 75НA, где F — прилагаемая сила, мН; НA — твердость, определённая по дюрометру типа А;
F = 445НD, где F — прилагаемая сила, мН; HD — твердость, определённая по дюрометру типа D.

Опционально Твердомеры снабжаются специальным приспособлением или элементами крепления груза, центрированного по оси индентора, позволяющими создавать определённое прижимное усилие. Данное усилие может корректироваться нормативно-технической документацией на конкретные материалы.

Характеристики дюрометров типов A и D (ISO 868)

Где применяются показатели твердости по Шору

Как измеряется твердость полиуретана по Шору

Определение твердости дюрометром

Метод определения твердости

Испытуемые материалы по основным шкалам

Также для выбора шкалы Шора можете воспользоваться сравнительным графиком, представленным ниже.

Метод Шора описан в стандартах ГОСТ 24622, ГОСТ 263, ISO 868, ASTM D2240.

Твердость каких материалов измеряется c помощью шкалы Шора

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 11496
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

Для корректной работы запчастей и прочих деталей, надо соблюдать все необходимые параметры изготовления. Именно в связи с этим процесс контроля так важен при производстве. У железных комплектующих существует много важных параметров, таких как вязкость, прочность или пластичность.

В статье мы поговорим о самом важном процессе – определении твердости металлов, расскажем про методы измерения и предложим таблицу для наглядности.

Числа твердости HRC для некоторых деталей и инструментов

Детали и инструменты	Число твердости HRC
Головки откидных болтов, гайки шестигранные, рукоятки зажимные	33…38
Головки шарнирных винтов, концы и головки установочных винтов, оси шарниров, планки прижимные и съемные, головки винтов с внутренними шестигранными отверстиями, палец поводкового патрона	35…40
Шлицы круглых гаек	36…42
Зубчатые колеса, шпонки, прихваты, сухари к станочным пазам	40…45
Пружинные и стопорные кольца, клинья натяжные	45…50
Винты самонарезающие, центры токарные, эксцентрики, опоры грибковые и опорные платики, пальцы установочные, цанги	50…60
Гайки установочные, контргайки, сухари к станочным пазам, эксцентрики круговые, кулачки эксцентриковые, фиксаторы делительных устройств, губки сменные к тискам и патронам, зубчатые колеса	56…60
Рабочие поверхности калибров — пробок и скоб	56…64
Копиры, ролики копирные	58…63
Втулки кондукторные, втулки вращающиеся для расточных борштанг	60…64

Понятие

Твердость заготовки – особенность материала, благодаря которой железо создает сопротивление при контакте или проникновении в его слои инородного объекта или тела. Оно не должно подвергаться деформации или разрушению при определенных нагрузках.

Данный параметр служит для следующих целей:

Контроль состояния металла по времени.

Добыча информации, касательно минимальных и максимальных допустимых значениях заготовки.

Анализ результатов обработки с применением высоких температур.

Данный критерий показывает, как деталь проявит себя в дальнейшем использовании, а также какой у нее срок годности. Для проведения исследований используется как необработанные элементы, так и готовые запчасти.

Нормативные документы

Как определить твердость металла: методы

Для его измерения существует много способов. Для получения наиболее точного результата используют сразу несколько методик. Ознакомимся с ними поближе:

по Бринеллю. Данное исследование заключается в том, что в заготовку вдавливается специальный шарик. После этого, по оставшемуся на железе следу, с помощью математических алгоритмов вычисляют его механический коэффициент.

по Роквеллу. В данном случае также используется шарик или алмазный конус. Параметр определяется с помощью расчетов или выводится на шкалу.

по Виккерсу. Данный способ является наиболее аккуратным и точным методом измерения. Для проведения исследований используется пирамидообразный наконечник, выполненный из алмаза.

Измерение твердости металлов по методу Бринелля

Для вычисления необходимого параметра данным способом необходимо выполнить следующую последовательность действий:

Проверьте заготовку на соответствие требованиям межгосударственного стандарта.

Убедитесь в исправности прибора.

Подберите подходящий наконечник, задайте необходимое усилие, а также установите грузик задайте время.

Запустите прибор и начните проверку материала.

Измерьте диаметр деформации.

Вычислите необходимую величину.

Для выполнения последнего пункта вам понадобится следующая формула:

НВ = F/А
F – нагрузка, измеряется в Н,
А – площадь деформации, ее величиной является мм2,

Из этого получим:

НВ = (0,102*F) / (T*D*h)
D – диаметр используемого наконечника, измерения проводятся в мм,
h – длина отпечатка вглубь, величина – миллиметры.

Данная методика отличается повышенной точностью, особенно при проверке мягких материалов. Является одним из основных и самых популярных способов измерения твердости металлов и сплавов.

Единицы измерения твердости металла: какой способ выбрать

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (обязательное). ОБОЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СХЕМЫ ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТВЕРДОСТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

Угол при вершине алмазного конусного наконечника, градус

Радиус сферической части алмазного конусного наконечника, мм

Диаметр шарика, мм

Предварительное усилие, Н (кгс)

Основное усилие, Н (кгс)

Общее усилие , Н (кгс)

Глубина внедрения наконечника под действием предварительного усилия, мм

Глубина внедрения наконечника под действием основного усилия, мм

Глубина внедрения наконечника после снятия основного усилия в единицах измерения 0,002 мм

Твердость по Роквеллу по шкалам А, С и D — (100-е) единиц твердости

HRB, HRE, HRF, HRG, HRH, HRK

Твердость по Роквеллу по шкалам В, Е, F, G, Н, К — (130-е) единиц твердости

______________
* Твердость, измеренная по шкале С в соответствии с ГОСТ 8.064.

Твердость по Роквеллу обозначают символом HR с указанием шкалы твердости, которому предшествует числовое значение твердости из трех значащих цифр. Например: 61,5 HRC — твердость по Роквеллу 61,5 единиц по шкале С.

Черт. 1. Схема проведения измерения твердости при применении алмазного наконечника

Схема проведения измерения твердости
при применении алмазного наконечника

Черт. 2. Схема проведения измерения твердости при применении стального наконечника

Схема проведения измерения твердости
при применении стального наконечника

Твердомер по Роквеллу: что это такое и как работает?

Стационарный твердомер представляет собой цельнолитую жесткую П-образную конструкцию (положенную на бок) и состоящую из 2 блоков:

Измерительный блок (верх) состоит из индикатора часового типа, который контактирует с рычагом подвеса нагрузки. Для исключения возникновения ударной нагрузки при включении режима вдавливания рычаг подвеса имеет гидравлический демпфер.
Блок установочного перемещения (низ) состоит из винтовой пары с большим шагом для ручного перемещения стола. Винтовая пара служит для создания предварительной нагрузки и больших перемещений стола. Это позволяет измерять твердость на деталях с габаритами, намного превышающими размеры образца толщиной 20 мм. Твердость поверхности стола не ниже HRC 50.

Твердомеры могут иметь двигатель перемещения, электронную систему измерения с дисплеем и другие усовершенствования, не влияющие на методику измерения.

Измерения проводятся при нормальных условиях (температура — 18…23° С, влажность 70…80%).

Требования к образцу:

образец (деталь) должен лежать устойчиво, не пружинить, не качаться;
шероховатость поверхности образца не ниже Ra 2,5 по ГОСТ 2789-73.

На партию деталей изготавливают образец, который проходит термическую обработку вместе с деталями.

образец устанавливают на стол;
с помощью ходового винта образец подводят к интендору и нагружают предварительно (индикатор выставляется в 0);
рычагом (кнопкой) включается режим вдавливания интендора в образец;
при остановке стрелки индикатора (через 2…8 секунд после нагружения) снимают основную нагрузку, считывают значение твердости.

Современные твердомеры Роквелла, оборудованные цифровыми измерительными системами, имеют устройства автоматического подвода, предварительного нагружения, контроля величины усилия и времени рабочей нагрузки. Все усовершенствования должны обеспечивать соответствие требованиям ГОСТ 23677-79.

Определение твердости металла по Роквеллу

Данный способ появился еще в начале 20 века и отличается более автоматизированным процессом. Отметим, что данный тип проверок используется чаще всего для заготовок из твердого металла.

К характеристикам данной методики можно отнести:

Время проверки – от 10 секунд до минуты.

Первичная нагрузка не менее 10 кгс.

Показатель на корпусе приспособления для проверки можно вычислить арифметически.

Пиковые показатели – HRA 20-800, HRB 20-100, HRC 20-70.

Инденторы. Выделяют 11 шкал в зависимости от используемого наконечника, чаще всего используют А, В или С.

Рассмотрим типы наконечников:

А – конусообразное изделие, выполненное из алмаза. Пиковая величина давления – 60 кгс. Такие приборы используют в основном для проверки тонкого проката.

В – шарообразные индентор, размер которого составляет 1,588 миллиметра. Чаще всего выполнен из закаленной стали. Его тяжесть составляет 100 кгс. Применим для заготовок из отожженных материалов.

С – алмазный наконечник, нажатие которого составляет 150 кгс. Использовать данное приспособление следует при проверке закаленных материалов.

Пробы можно проводить неоднократно. Их количество зависит лишь от размера заготовки. Расстояние между местом проведения измерения должно составлять около четырех диаметров наконечника. Также следует обратить внимание, что данный способ применим не ко всем металлам. Толщина изделия должна быть как минимум в десять раз больше, чем глубина вхождения индентора.

Таблица по Роквеллу:

Чтобы выполнить проверку данным способом вам понадобится выполнить следующие действия:

Проверьте размеры и параметры заготовки.

Оцените исправность прибора перед выполнением исследования.

Выберите необходимый индентор и укажите нагрузку.

Выполните первичную нагрузку, величина которой должна составить 10 кгс.

Проведите полную проверку.

Полученный результат появится на шкале прибора.

Для проверки результата можно вычислить итог путем математического расчета.

Если вы используете алмазный индентор, нажатие которого составляет 60-150 кгс:

При применении железного шарообразного наконечника с давлением около 100 кгс, следует использовать следующую формулу:

HR = 130 — ((H-h) / 0.002)
h – длина вдавливания индентора вглубь при первом давлении,
Н – аналогичная величина при повторной, полной нагрузке,
0,002 – показатель перемещения наконечника при смещении твердости на одну единицу.

Данная методика является наиболее простой из всех предложенных, однако отличается не самым точным результатом. Несмотря на это, она позволяет рассчитывать коэффициенты для сплавов из твердых металлов.

5. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

5.1. В протоколе измерения твердости следует указать:

значения и шкалу твердости;

продолжительность выдержки индикатора под общей нагрузкой в случае отличия от стандартных условий;

обозначение образца.

Разделы 3-5. (Измененная редакция, Изм. N 3).

Плюсы и минусы метода

Главным достоинством метода измерения твердости по Роквеллу является его универсальность. Измерения проводят с тремя изменяемыми параметрами, что позволяет расширить сферу его применения.

Другие достоинства метода:

К недостаткам относят менее высокую точность и повторяемость измерений по сравнению с методами Бринелля и Виккерса. Однако недостатки сполна компенсируются преимуществами.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

Черт.3. Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы и ожидаемой твердости при измерении твердости по шкалам А, С, D

Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы и ожидаемой
твердости при измерении твердости по шкалам А, С, D

Черт. 4. Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы и ожидаемой твердости при измерении по шкалам B, E, F, G, H, K

Минимальная толщина образца в зависимости от шкалы
и ожидаемой твердости при измерении по шкалам B, E, F, G, H, K

ПРИЛОЖЕНИЯ 1, 2. (Измененная редакция, Изм. N 3).

Способы определения твердости металлов: метод Виккерса

Данный тип проверки является самым простым и точным. Вся процедура заключается во вдавливании алмазного пирамидообразного индентора в корпус заготовки. У данного приема существуют следующие характеристики:

Наконечник. Используется алмазный индентор под углом 136 градусов.

Время давления – 10-15 секунд.

Пиковая величина нагрузки. Для чугуна и изделий из стали – от 5 до 100 кгс, сплавы из меди выдерживают от 2,5 до 50 кгс, заготовки из алюминия – от 1 до 100 кгс.

Проверяемые материалы. Данный способ подразумевает исследование следующих металлов – стальные сплавы и цветмет с 450-500 НВ, а также, прошедшие химическую и термическую обработку.

Следуйте инструкции для выполнения проверки данным способом:

Убедитесь в пригодности заготовки и корректной работе аппаратуры.

Назначьте максимально допустимое усилие.

Получите итоговые числа на экране устройства.

Если вы хотите проверить результат путем математического анализа, обратитесь к предложенной формуле:

HV = 1.8544 * (F / d2)
HV – единица твердости металла,
F – усилие, измерения производятся в кгс,
d – величина отпечатка в миллиметрах.

Данная методика служит для высокоточных исследований тонких заготовок, а также изделий маленького размера. Способ позволяет получить максимально точную цифру.

Благодаря собственному производству мы предлагаем оборудование европейского качества по выгодным ценам. Функционал наших приборов повторяет, а во многом даже превосходит импортные системы.

Для получения подробной информации и консультации обращайтесь к нам по телефону, указанному на сайте. Наш оператор ответит на все возникшие вопросы.

Определение твердости металлов и сплавов: соответствия между разными типами измерений

Имея на руках результат одного способа проверки, можно получить данные в других шкалах. Для этого существуют таблицы соответствия. Ознакомимся с ними поближе:

Данная таблица обладает высокой точностью, так как составлена путем неоднократных исследований.

В статье мы рассказали про методы измерения твердости металлов и сплавов, рассмотрели их особенности, дали подробные инструкции и предложили таблицу соответствия. Для более точных измерений используйте качественное оборудование. Его вы найдете в нашем каталоге.

Кол-во блоков: 22 | Общее кол-во символов: 16468
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

Читайте также: