Твердомер Бринелля называют еще универсальным, почему же этот инструмент назван в честь ученого и в чем его особенности, мы разберем в этой статье.
Твердомер по Бринеллю – методы измерения материалов
Твердость металла – это свойство упругости, пластичности и сопротивления деформациям или разрушениям при вдавливании в верхний слой металла другого, чаще более твердого сплава. При этом не происходит механического изменения поверхности тела – индентора. Твердость определяется временно приложенной нагрузкой и измерением сопротивления вдавливанию твердого сплава. Нагрузки подразделяются на статические, динамические и кинетические.
Индентор (indenter от indet – вдавливать) – наконечник прибора (тестер), которым снабжен прибор “универсальный твердомер по Бринеллю”. Такой наконечник изготавливается из более твердого материала, чем измеряемый образец. Этот тестер используется для измерения абсолютной твердости металла, из которого сделана исследуемая деталь. В основном подобные наконечники применяются при кинетическом методе испытаний материала на упругость и твердость. Этот метод основан на непрерывном постоянном вдавливании наконечника в испытываемый образец. При этом на дисплее экрана происходит регистрация всего процесса проводимых испытаний, с показаниями в графическом исполнении и цифровом отображении результатов.
При испытании по методу Бринелля применяются и статические нагрузки. Во время таких нагрузок к индентору применяют постоянный вид воздействия, время выдержки соответствует стандартам. Динамический метод испытания металла используется в тех случаях, когда проверяется материал на стойкость к разрушению при ударе. Кинетический метод при определении твердости материала основан на постоянной непрерываемой регистрации степени вдавливания индентора с записью картограммы нагрузки. При этом испытании регистрируется глубина погружения вдавливаемого шарика из твердого сплава.
Способ вдавливания получил более широкое применение. Измерение твердости при таком методе определяется как сопротивление материала внедрению более прочного сплава. Говоря научным языком, это испытание показывает сопротивление пластической деформации верхнего слоя металла. Универсальный твердомер бринелля предназначается для измерения твердости металла и сплавов по одноименному методу.
Твердомер Бринелля – комплектация и возможности
Немецкая компания КВ Pruftechnik производит универсальные твердомеры с широким диапазоном нагрузок. Такие приборы применяются для автоматических испытаний твердости незакаленной стали, чугунных деталей, цветного металла и мягкого сплава. Этот прибор используется при промышленной диагностике, научно-исследовательской работе, в образовательных учреждениях, в тех комплексах, где возникает потребность в высокой надежности металлов и точности их испытаний.
Твердомеры – это стационарно установленные приборы, которые состоят из пресса и измерительного блока. Действие прибора основывается на статическом вдавливании наконечника в виде шара из твердого сплава, в испытываемый образец. Затем производится замер диаметра оставленного отпечатка. Отличие модификаций зависит от производимых нагрузок по шкале Бринелля. Она определена от 250 кг до 3 000 кг. Буквенные обозначения выпускаемых приборов – КВ. Модификации приборов: КВ 3 000, КВ 1 000, КВ 750, КВ 250.
Твердомеры снабжены автоматизированной револьверной головкой, которая похожа на патрон дрели. В эту головку вставляется наконечник для проведения испытаний.
Модификации твердомеров оснащаются камерами высокого разрешения и объективами с 10-ступенчатыми электроприводами, чтобы изменять степень увеличения изображений. В корпусе прибора устанавливается электронный блок, все это подсоединяется к выносному компьютеру. Универсальность приборов позволяет выполнить проводимые замеры твердости металлов автоматически. Увеличенные с помощью объектива изображения фиксируются встроенной камерой и отображаются на дисплее.
Дисплей обеспечивает сверхвысокую точность передачи полученной картинки. Изображения проведенных замеров при испытании проявляются на экране и сохраняются в нужном для дальнейшего анализа формате. Моторизованный столик и программное обеспечение обусловили полную автоматизацию процесса. Автоматизация статистической обработки результатов серий измерений выдает средние значения, максимальные и минимальные, среднеквадратичные отклонения. Также выдаются результаты в виде построенных графиков и гистограмм.
Приборы комплектуются встроенной цифровой камерой, цветным LCD-дисплеем, пленочной пылезащищенной клавиатурой, светодиодной подсветкой. Дополнительно прибор может комплектоваться пылезащитным кожухом. При использовании приборов в помещении с температурой окружающей среды более 30 °С заказывается система охлаждения прибора. Если происходит частая смена режима работ, модели приборов могут комплектоваться турелью объективов и индукторов. При обеспечении такими дополнительными комплектами автоматически выбирается и устанавливается необходимый индентор и перемещается для проведения измерений необходимый объектив.
Состав комплектации твердомера по Бринеллю, как правило, включает сам прибор с базовым устройством, стандартную меру твердости, индентор из твердого сплава диаметром от 2,5 до 10 мм, микроскоп с 20 кратным увеличением и 2 плоских стола (80 мм, 120 мм). Все приборы проходят сертификацию на территории России и должны соответствовать стандартам ASTM E-10, ISO6506.2. Производители предлагают дополнительно к твердомеру по Бринеллю шарики из твердых сплавов диаметром от 2,5 до 10 мм, плоские столы размером 60 мм, 70 мм, 150 мм и дополнительные меры твердости. Время испытательной нагрузки приборов (параметр регулируется) составляет от 6 до 99 сек. Электрическое питание требуется 220 В/110 В, 50–60 Гц, 2 А, габаритные размеры твердомера – 730х230х890 мм, а масса установки – 218 кг.
Перспективы универсального метода Бринелля
Описанный универсальный прибор самый удобный и надежный при определении твердости металлов и сплавов по методу Бринелля. Он прост при проведении измерений твердости и дает высокую точность. Также производит широкий диапазон испытаний и гарантирует высокую повторяемость результатов обработки. Промышленные предприятия, которые выпускают продукцию для автомобилестроения и космических исследований, всегда проводят испытания своих металлоизделий универсальными твердомерами по Бринеллю. К проверке прочности металла при производстве сплавов и изделий для создания ответственных конструкций выдвигают все большие требования. Поэтому для поддержания марки производимой продукции такие приборы находят все большее применение.
Универсальные приборы по Бринеллю устанавливаются в испытательных лабораториях проектных учреждений, которые занимаются разработками современных методов и процессов изготовления твердых сплавов. Предприятия оборонной промышленности постоянно проводят лабораторные испытания поступающего металлического сплава для производства техники. Развитие приоритета качества продукции промышленного и исследовательского плана будет требовать все большей точности для испытаний и проведения проверки прочности выпускаемой промышленностью продукции для машиностроения и новейших технологий.
