Измерение твердости — ISO 6506 / ISO 6507 / ISO 6508 / ASTM E18.

Что такое Твёрдость?

Измерение твердости — это испытание, при котором значение твердости определяется путем измерения вмятины, полученной в результате вдавливания определенного индентора в поверхность материала под определенной нагрузкой. Распространенными шкалами являются шкалы Бринелля (ISO 6506), Виккерса (ISO 6507) и Роквелла (ISO 6508).

Твёрдость: цель

Целью является быстрая проверка состояния термообработки и уровня прочности материала.

К каким изделиям применяется Твёрдость?

Сталь и чугун
Алюминиевые и медные сплавы
Термообработанные детали
Сварные соединения и покрытия

В каких отраслях применяется Твёрдость?

МеталлСтальГорнодобывающая промышленностьМашиныНефть и Газ

Стандарты, связанные с Твёрдость

ISO 6506 (Бринелл)
ISO 6507 (Виккерс)
ISO 6508 (Роквелл)
АСТМ Е10
АСТМ Е18
АСТМ Е384

Твёрдость: условия

Индентор: Шар, ромбовидная пирамида или ромбовидный конус, в зависимости от масштаба.
Нагрузка: Определено в стандарте в соответствии с масштабом и материалом.
Время задержки: Продолжительность приложения нагрузки, определенная в стандарте
Количество измерений: Количество отступов, определенное стандартом; усредненный

Оборудование для Твёрдость

Твердомеры по Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу
Калиброванные эталонные блоки твердости
Оптическая система измерения индентирования
Стенд для подготовки образцов

Требования к образцам для Твёрдость

Поверхность должна быть ровной и иметь шероховатость, требуемую масштабом.
Толщина образца должна быть кратна глубине отпечатка, определенной в стандарте.
Отступы должны находиться на достаточном расстоянии от края и друг от друга.
Образец не должен двигаться во время измерения.

Твёрдость: продолжительность

Минуты на измерение; короче, вместе с подготовкой образцов.

Твёрдость: порядок проведения

1Машина проверяется с помощью эталонных образцов.
2Подбираются соответствующие масштаб и нагрузка.
3Поверхность подготовлена.
4Делается и измеряется определенное количество отпечатков.
5Значение твердости рассчитывается и усредняется.

Твёрдость: критерии приёмки

Критерий приемлемости указан в стандарте или спецификации продукта как диапазон твердости.

Оценка результатов

Таблицы перевода между шкалами твердости (ASTM E140) являются приблизительными; если спецификация требует значения в определенной шкале, оно должно быть измерено в этой шкале. Микротвердость или инструментальное вдавливание применяют для тонких покрытий.

Твёрдость: протокол

Применяемый стандарт и масштаб
Нагрузка и индентор
Записи о поверке приборов
Отдельные значения отступов и средние значения
Позиции измерения

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

Стандарты продукции и производственные спецификации

Испытания металлов и металлургия — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Твёрдость; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Металлические и металлургические испытания определяют нагрузку, которую может выдержать металл или сварное соединение, характер его разрушения и внутреннюю структуру. Результат этой группы часто касается не самого изделия, а идентичности МАТЕРИАЛА: действительно ли сталь заявленной марки, обеспечивает ли сварной шов прочность, заложенную проектом, содержит ли отливка недопустимый внутренний дефект?

Практическая значимость этой области объясняется тем, что металлическая деталь редко разрушается постепенно. Пластиковая деталь деформируется, стареет, трескается и обычно даёт предупреждение. Сварной шов или крепёжный элемент, напротив, часто ломается без предупреждения — особенно при усталости и хрупком разрушении. Поэтому в таких областях, как оборудование под давлением, грузоподъёмная техника, строительная сталь и трубопроводы, испытание материалов — требование РЕГЛАМЕНТА, а не проекта.

Эта группа объединяет три группы методов, каждая отвечает на свой вопрос. Механические испытания количественно определяют поведение материала под нагрузкой. Неразрушающий контроль ищет дефекты, не повреждая деталь. Металлография и химический анализ объясняют, почему материал ведёт себя именно так — через структуру зерна, распределение фаз, содержание включений и состав сплава.

Критерий приёмки этих испытаний почти никогда не берётся из стандарта на испытание, и это ключ к пониманию области. Стандарт на испытание указывает, как проводить измерение; допустимые значения берутся из стандарта на продукцию, марки материала или кода изготовления. ISO 6892-1 описывает, как проводить испытание на растяжение; EN 10025 указывает, какой предел текучести должна давать эта сталь. При чтении отчёта существенно знать, по какому стандарту на продукцию проводилась оценка.

Отбор проб в этой области неотделим от результата. Два образца, взятые из одной плавки, могут дать разные значения в зависимости от направления и места отбора; в прокатной продукции образцы, параллельные и перпендикулярные направлению прокатки, дают разные результаты. Поэтому стандарты на продукцию также регламентируют место и ориентацию отбора проб, и отчёт должен это документировать.

Группы методов в этой области

Механические испытания
Растяжение, сжатие, изгиб, ударная вязкость с надрезом (Шарпи), твёрдость (Бринелль, Виккерс, Роквелл), усталость, ползучесть и вязкость разрушения. Они дают поведение материала под нагрузкой в числовой форме.
Неразрушающий контроль
Радиография, ультразвуковой контроль, капиллярный контроль, магнитопорошковый контроль и визуальный осмотр. Ищет поверхностные и внутренние дефекты, не повреждая деталь, и является незаменимым этапом сварного производства.
Металлография
Подготовка образца, травление и микроскопическое исследование. Оцениваются размер зерна, распределение фаз, содержание включений, глубина цементации и зона термического влияния сварного шва.
Химический анализ
Состав сплава проверяется методом оптико-эмиссионной спектрометрии и мокрой химии; подтверждение марки материала проходит через этот этап.
Коррозионное поведение
Испытания в солевом тумане, на питтинговую и щелевую коррозию, а также межкристаллитную коррозию. В нержавеющих сталях они могут указывать на качество термообработки.

Часто путаемое в этой области

Сертификат на материал (например, EN 10204 3.1) не является протоколом испытаний; это декларация производителя. В критических применениях проводится независимая проверка, и эти два документа нельзя путать.
Испытания на растяжение по ASTM и ISO измеряют одни и те же величины, но используют разную геометрию образцов; результаты не считаются напрямую эквивалентными, применяется то, что требует спецификация.
Таблицы пересчёта между твёрдостью и прочностью являются ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫМИ. Расчёт предела текучести по твёрдости не является достаточным доказательством для приёмки материала.
В неразрушающем контроле фраза «дефектов не обнаружено» не означает их отсутствие; могут присутствовать дефекты ниже порога обнаружения метода. В отчёте должны быть указаны применённый метод и уровень чувствительности.
Прохождение сварного шва не доказывает квалификацию сварщика или процедуры; это отдельные процессы.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Проверка сертификата на материал и приёмка поступающего материала
Утверждение сварного производства; аттестация сварщика и процедуры
Производственный контроль оборудования под давлением и конструктивных элементов
Анализ отказов и определение первопричины повреждений в эксплуатации
Проверка процессов термической и поверхностной обработки

Связанные тесты

Твёрдость: частые вопросы

Можно ли перевести значение Роквелла в значение Бринелля?

Таблицы преобразования ASTM E140 дают приблизительные значения, но содержат отклонения, зависящие от материала. Если спецификация требует значения в определенной шкале, измерение должно производиться непосредственно в этой шкале.