Твердомеры по методу Баркола

Переносные твердомеры по методу Баркола модификации"ТПБа" предназначены для создания нормированного значения меры силы, при проведении механических испытаний образцов цветных металлов, пластмасс, резины, дерева и кожи на пластичное сопротивление при внедрении твердосплавного стержня с углом 26° при вершине и минимальным диаметром 0,157 мм.

Твердомеры по методу Баркола применяются в работе производственных и исследовательских лабораторий различных предприятий, учебных заведений и научно-исследовательских организаций.

Твердомеры по методу Баркола предназначены для работы в помещениях лабораторного и производственного типа, при температуре окружающей среды от +15 до +35 °C и относительной влажности до 80% без конденсации.

Метод проведения испытаний по определению пластической деформации поверхности образцов под нагрузкой по Барколу описан в международных стандартах DIN EN 59, ASTM D2583.

Гарантийный срок: 1 год   EAC Декларация соответствия   Сертификат соответствия   Страна производитель: Россия

Твердомеры по методу Баркола
ТПБа-934 ТПБа-935 ТПБа-936
Переносной твердомер по методу Баркола ТПБа-934 Переносной твердомер по методу Баркола ТПБа-935 Переносной твердомер по методу Баркола ТПБа-936
Описание

Твердомеры по методу Баркола «ТПБа»

Переносной твердомер Баркола модификации ТПБа используется для измерения твердости алюминия, меди, свинца, олова и их сплавов, твердых пластиков, кожи, резины, дерева и т.д. по методу Баркола. Данный твердомер прост в использовании и для него характерны компактность и мобильность.

Твердомер ТПБа применим для исследований как в лабораториях металлургических и машиностроительных предприятий, научно-исследовательских институтов и высших учебных профессиональных учреждений, так и в производственных цехах, на складах готовой продукции и сырья, в полевых условиях для определения твердости алюминия, медных труб и полос нержавеющей стали или холоднокатаной ленты и других материалов.

Твердомеры ТПБа выпускаются в 3 модификациях: ТПБа-934, ТПБа-935, ТПБа-936.

Особенности:
  1. Суть метода определения твердости мягких материалов по Барколу заключается в определении глубины вдавливания стальной иглы в исследуемую поверхность под действием пружины и сравнение ее с твердостью стандартной плиты.
  2. Твердомер оснащен аналоговым глубиномером по которому можно сразу определить твердость по Барколу и при желании возможно перевести в твердость по Бринеллю, Роквеллу или Виккерсу.
  3. Толщина испытываемых образцов материалов от 1 мм, расстояние от края образца до индентора не менее 3 мм.
  4. Твердомер по Барколу имеет широкий спектр применения. Модель ТПБа-934 может быть использован для тестирования алюминия и алюминиевых сплавов, меди и медных сплавов, стеклопластиков, жестких пластмассовых и т.д., улучшенного типа может быть использован для тестирования свинца, олова и других мягких металлов и гибких пластмасс, резины, войлока, кожи и так далее.
  5. Твердомер ТПБа устанавливается непосредственно на исследуемую поверхность и может быть использован при определении твердости очень больших деталей.
  6. Минимальная масса ТПБа (до 0,5 кг), габариты (умещается в руке) и мобильность (в процессе испытания задействована одна рука, не требует источников питания) позволяют применять твердомер непосредственно на производственных линиях и в плавильных цехах.
  7. Твердомер ТПБа реализует методы испытания мягких материалов и сплавов по методике ГОСТ 9013-59, ASTM B648 и ASTM D2583.

Основные технические характеристики:
Модификация
ТПБа-934
ТПБа-935
ТПБа-936
Диапазон значений твердости
20~100 HRB (HRE,HRF)
0~100HBa (25~150HBW)
Исследуемые образцы
Аллюминиевые крупные профиля и трубы
Мягкие пластмассы, металлы (олово, медь, свинец т.д.)
Кожа, резина, дерево и т.д.
Исполнение манометра
Аналоговая шкала
Погрешность показаний, не более (в единицах твердости)
+2
Вид индентора
Усеченный конус с углом при вершине 26° и диаметром плоскости 0,157мм
Ход индентора
0,76 мм
Максимальный вес
0,5 кг

Рекомендуемое число измерений для выравнивания отклонения от среднего
Шкала твердости ТПБа-934
Считывание
Число считываний
Отклонение от среднего
Однородные материалы
20
2.47
9
0.27
30
2.20
8
0.28
40
1.93
7
0.27
50
1.66
6
0.28
60
1.39
5
0.28
70
1.12
4
0.28
80
0.85
3
0.28
Пластмассы
30
22.4
29
0.77
40
17.2
22
0.78
50
12.0
16
0.75
60
7.8
10
0.78
70
3.6
5
0.75
Алюминиевые сплавы
Сплавы
1100-00
3003-0
3003H14
2024-0
5052-0
5052H14
2024T3
ТПБа-934
35
42
56
60
52
75
85

Кривые перевода единиц твердости для твердомера ТПБа-934.
Кривые перевода единиц твердости для твердомера ТПБа-934

Таблица перевода единиц твердости для твердомера ТПБа-934
ТПБа-934
Бринелль
Виккерс
Роквелл B
Роквелл E
Роквелл F
Роквелл H
35
23
32
36
23
33
37
24
37
38
24
40
39
25
43
40
25
25
45
41
26
26
47
42
26
27
49
43
27
27
52
44
27
28
54
45
27
29
56
46
28
30
58
47
29
32
24
61
48
30
33
25
63
49
31
34
28
64
50
32
35
30
66
51
33
36
33
68
52
34
38
36
70
53
35
39
39
29
72
54
37
41
42
33
73
55
38
42
44
38
75
56
39
44
46
40
76
57
40
45
48
43
78
58
42
47
51
47
80
59
44
48
53
49
81
60
45
49
55
51
83
61
47
51
57
54
84
62
48
53
59
56
86
63
50
55
62
58
88
64
52
57
64
61
89
65
54
58
65
63
90
66
55
60
67
65
91
67
58
62
69
67
92
68
60
64
71
69
94
69
62
67
73
71
95
70
64
69
18
74
73
96
71
67
72
19
76
75
98
72
69
74
28
77
77
99
73
71
76
33
79
79
100
74
73
81
39
81
81
101
75
76
85
45
83
83
102
76
80
88
48
84
84
103
77
84
92
52
86
86
104
78
87
95
56
88
87
105
79
90
99
60
89
88
106
80
94
103
63
90
89
107
81
97
108
65
91
90
108
82
100
111
69
92
91
108
83
105
116
72
94
92
109
84
109
122
75
95
93
109
85
113
127
77
96
94
110
86
177
133
80
97
95
111
87
122
137
83
98
96
111
88
126
142
86
99
97
112
89
131
89
100
97
112
90
135
91
101
98
113
91
139
102
99
113
92
145
103
100
93
103
101
94
104
101
95
104
102
96
105
97
106
98
107
99
108
100
108
Комплектация

Стандартный комплект поставки

Твердомеры "ТПБа":
  • твердомер ТПБа – 1 шт.;
  • стандартная мера твердости Баркола (твердость высокая) – 1 шт.;
  • стандартная мера твердости Баркола (твердость низкая) – 1 шт.;
  • калибровочный ключ – 1 шт.;
  • запасной конусный индентор 26° Ø0,157 мм. – 2 шт.;
  • опорная нога – 1 шт.;
  • футляр – 1 шт.;
  • руководство по эксплуатации и паспорт – 1 шт.

Сопутствующие товары:
  • стандартная мера твердости Баркола (твердость высокая);
  • стандартная мера твердости Баркола (твердость низкая);
  • калибровочный ключ;
  • запасной конусный индентор 26° Ø0,157 мм.;
  • опорная нога.
Методика поверки

1.Определение погрешности нагружения

 Для определения погрешности по нагрузкам установить твердомер в кронштейн штатива.

Поверку можно производить на лабораторных квадрантных весах ВЛКТ-2-100 ГОСТ 24104-2001 или на лабораторных двухчашечных весах ВЛО-5-4 ГОСТ 24104-2001 образцовыми гирями МГО-1У-1100 и ГО-1У-1110 по ГОСТ 7328-82 (или аналогами).

Поверку на квадрантных весах ВЛКТ-2-100 проводить следующим образом:

  • установить на столе весы по встроенному уровню;
  • установить нуль на шкале весов;
  • установить на столе штатив;
  • поместить твердомер в кронштейн штатива и отрегулировать его положение в крепежном шарнире так, чтобы при опускании прибора на чашку весов зазор между опорной плоскостью прибора и плоскостью столика при их соприкосновении был не более 0,05мм. Зазор измерять с помощью щупа, набор №1, класс 2 ГОСТ 882-75;
  • ослабить винт и развернуть кронштейн с твердомером так, чтобы ось индентора совпала с центром чаши весов;
  • установить на чашу весов под индентор подставку;
  • последовательно нагружать весы до показаний, соответствующих точкам шкалы прибора 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100.

Погрешность прибора по нагрузкам определяется по формуле:

РА=mg•10-3-PH,

где РА – абсолютная погрешность нагрузок, Н;
m – показания весов, г;
g – ускорение силы тяжести, м/с;
РH – поверяемая нагрузка, Н.

Погрешность нагрузок должна быть не более ±0,08Н от номинального значения.

Поверку прибора на лабораторных образцовых весах ВЛО-5-4 производить следующим образом:

  • установить на столе весы, так, чтобы стрелка коромысла стояла на нулевом делении шкалы равновесия коромысла;
  • установить подставку  в центре подвески и уравновесить ее;
  • ослабить винт, подвести индентор прибора к подвеске до их соприкосновения;
  • установить на другую чашку весов набор гирь массой 55,92г.

Если при этом стрелка прибора стоит на нулевой отметке, то для определения погрешности предварительной нагрузки добавить набор гирь массой 16,3г, что соответствует двум единицам твердости по шкале прибора.

Стрелка прибора должна переместиться на (2±1) деление шкалы.

Установить последовательно на чашку весов набор гирь массой, соответствующей по табл. 1 следующим точкам: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100.

Погрешность прибора при этом должна быть не более ±1 деления шкалы твердости, что соответствует ±0,08Н.

Таблица 1
Поверяемые точки   шкалы прибора
Поверяемые нагрузки, Н
Mecca образцовых гирь, г
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,549
1,30
2,05
2,80
3,56
4,31
5,06
5,81
6,56
7,31
8,063
55,92
132,43
208,83
285,23
362,65
439,05
515,45
591,85
668,25
744,65
821,35

2. Вылет индентора

Вылет индентора относительно опорной поверхности измери­тельного устройства прибора проверить следующим образом.
На ровную шлифованную поверхность положить две плоскопараллельные концевые меры ГОСТ 9038-90 3-го класса толщиной 2,5 мм и устано­вить на них устройство измерительное так, чтобы индентор находился между двумя концевыми мерами;
Стрелка прибора при этом должна находиться на нулевой отметке +1,5 деления шкалы. Если стрелка прибора не отклонилась от нуля, то набором щупов измерить зазор между индентором и поверхностью, ко­торый не должен превышать 0,04 мм.

3. Погрешность перемещения индентора

Погрешность по перемещении индентора определять, последовательно устанавливая прибор на плоскопараллельные концевые меры (ГОСТ 9038-90) толщиной 2; 1,5; 1; 0,5 мм.                              
Показания прибора при этом соответственно должны быть равны 20; 40; 60; 80 делениям шкалы.
Последнею поверяемую точку шкалы, соответствующую 100 единицам твердости, поверить, установив устройство измерительное на твердую гладкую ровную поверх­ность.
Измерения проводить по одному разу в каждой точке. Погрешность показаний прибора в каждой точке не должна превышать ±  0,025 мм, или ±1 деления шкалы.

4. Размеры индентора

Геометрические размеры рабочей части индентора, проверять на универсальном измерительном микроскопе УИМ-21 ГОСТ 8074-82 (или аналоге).
Размеры рабочей части индентора должны соответствовать размерам указанным в методике проведения измерений твердости.

5. Общие положения

Допускается проводить поверку другими средствами измерения, имеющими аналогичные характеристики.
Периодичность поверки твердомеров не реже одного раза в шесть месяцев.
Техническое состояние твердомера поверять при температуре окружающей среды от (25±10)°С, влажность не более 80%.
При отрицательных результатах поверки твердомеры к применению не допускаются.                        

Документация
Видеозаписи

"МЕТРОТЕСТ" в выставке средств измерений и метрологического обеспечения MetrolExpo'2015



Справочные материалы

Метод Бринелля

Метод измерения твердости металлов по Бринеллю регламентирует ГОСТ 9012-59 (ИСО 6506-81, ИСО 410-82) (в редакции 1990г.).

Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием силы, приложенной перпендикулярно поверхности образца в течение 10... 15с, и измерении диаметра отпечатка после снятия силы.

Число твердости Бринелля получается при делении величины прикладываемой силы F на площадь отпечатка S. Эта площадь может быть вычислена или взята из таблиц, в которых она дана в зависимости от диаметра шара и диаметра отпечатка: HB=F/S

Твердость по Бринеллю обозначают символом НВ или HBW:
НВ - при применении стального шарика (для металлов и сплавов твердостью менее 450 единиц);
HBW - при применении шарика из твердого сплава (для металлов и сплавов твердостью более 450 единиц).

Символу НВ (HBW) предшествует числовое значение твердости из трех значащих цифр, а после символа указывают диаметр шарика, значение приложенной силы (в кгс), продолжительность выдержки, если она отличается от 10 до 15с.

Размерность площади дается в мм2, а силы — в кгс (1кгс=9,8Н). Диаметр D применяемого шара и величина прикладываемой силы F, связанные соотношением F/D2, дают значения 1,5,10 или 30; диаметры шаров бывают 1,2,5 или 10мм. В принципе равным значениям F/D2 будут соответствовать равные значения твердости независимо от диаметра применяемого шара. Испытание Бринелля не может применяться к очень мягким или очень твердым материалам. В первом случае размер отпечатка будет равен диаметру шара, а во втором — отпечатка либо не будет, либо он будет настолько малым, что невозможно будет провести на нем измерения. Если измерения не были эффективны при толщине испытуемого образца, то толщина материалов, подвергающихся испытанию, должна быть по крайней мере в десять раз больше отпечатка.

Примеры обозначений:

250 НВ 5/750 - твердость по Бринеллю 250, определенная при применении стального шарика диаметром 5 мм при силе 750кгс (7355Н) и продолжительности выдержки от 10 до 15с;

575 HBW 2,5/187,5/30 - твердость по Бринеллю 575, определенная при применении шарика из твердого сплава диаметром 2,5 мм при силе 187,5кгс (1839Н) и продолжительности выдержки 30с.

При определении твердости стальным шариком или шариком из твердого сплава диаметром 10мм при силе 3000кгс (29420Н) и продолжительности выдержки от 10 до 15с твердость но бринеллю обозначают только числовым значением твердости и символом НВ или HBW. Пример обозначения: 185 НВ, 600 HBW.


Метод Виккерса

Метод измерения твердости черных и цветных металлов и сплавов при нагрузках от 9,807 Н (1 кгс) до 980,7 Н (100 кгс) по Виккерсу регламентирует ГОСТ 2999-75 (в редакции 1987г.).

Измерение твердости основано на вдавливании алмазного наконечника в форме правильной четырехгранной пирамиды в образец (изделие) под действием силы, приложенной в течение 10 до 15с, и измерении диагоналей отпечатка, оставшихся на поверхности образца после снятия нагрузки, для определения площади поверхности отпечатка.

Твердость по Виккерсу при условиях испытания - силовое воздействие 294,2Н (30кгс) и время выдержки под нагрузкой 10... 15с, обозначают цифрами, характеризующими величину твердости, и буквами HV.

Число твердости по Виккерсу получается при делении величины прикладываемой силы F на площадь поверхности отпечатка S: HV=F/S. Площадь поверхности может быть рассчитана из условия, что углубление имеет форму правильной пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине 136°. Это угол вершины алмазного резца. При желании можно пользоваться таблицами отношения размеров диагоналей к площади.

Испытание Виккерса более точно по сравнению с испытанием Бринелля, так как диагонали квадрата измеряются с меньшей ошибкой, чем диаметр круга. Применяется для измерения твёрдости очень твёрдых материалов. С другой стороны, его применение имеет некоторые ограничения по сравнению с испытанием Бринелля.

Общего точного перевода чисел твердости, измеренных алмазной пирамидой (по Виккерсу), на числа твердости по другим шкалам или на прочность при растяжении не существует. Поэтому следует избегать таких переводов, за исключением частных случаев, когда благодаря сравнительным испытаниям имеются основания для перевода.

Пример обозначения:

500 HV - твердость по Виккерсу. полученная при силе 30кгс и времени выдержки 10...15с.

При других условиях испытания после букв HV указывают нагрузку и время выдержки.

220 HV 10/40 - твердость по Виккерсу, полученная при силе 98,07Н (10кгс) и времени выдержки 40с.


Метод Роквелла

Метод измерения твердости металлов и сплавов по Роквеллу регламентирует ГОСТ 9013-59 (в редакции 1989г.).

Сущность метода заключается во внедрении в поверхность образца (или изделия) алмазного конусного (шкалы А, С, D) или закалённого стального сферического наконечника (шкалы В, Е, F, G, Н, К). При контакте с поверхностью материала прикладывается сила давления инденто­ра в 90,8Н. Затем добавляется дополнительная сила и происходит увеличение проникновения индентора в глубь материала. После этого дополнительная сила снимается и уменьшается глубина проникновения индентора из-за не совсем пластической деформа­ции материала. Определяется разность между конечной глубиной проникновения индентора в материал и глубиной до приложения дополнительной силы. Это остаточное увеличение в проникнове­нии (e) индентора обусловлено дополнительной силой: HR=E—e, где E - константа, определяемая по форме индентора. Для конусного алмазного индентора Е=100, для стального шара Е=130.

Шкалы Роквелла даются для определенного индентора и прикладываемой дополнительной силы. В табл. 1 приведены шкалы Роквелла и типичные применения. Шкалы B и С, как правило, применяются для металлов.

Для большинства обычных инденторов в испытании Роквелла размер проникновения следует делать меньше. Это локализует изменение структуры, так как состав может влиять на результаты испытания. Однако в отличие от испытаний Бринелля и Виккерса, здесь не требуются полированные поверхности для точных измерений.

Стандартное испытание Роквелла не может применяться к тонколистовому материалу. Тем не менее существует вариант этого испытания, известный как испытание поверхностной твердости Роквелла. Чем больше прикладываемая сила и глубина проникновения, определенная более чувствительным прибором, тем меньше может быть воздействие индентора на материал. При этом взамен начальной силы в 90,8Н применяется сила в 29,4Н.

Пример обозначения:

61,5 HRC - твердость по Роквеллу 61,5 единиц по шкале С.

Твердость по Роквеллу обозначают символом HR с указанием шкалы твердости, которому предшествует числовое значение твердости из трех значащих цифр.

Шкалы твёрдости и её типичные значения:

Испытания Бринелля, Виккерса и Роквелла могут применяться к полимерным материалам. Испытание Роквелла предпочтительнее, так как измерение проникновения вглубь материала удобнее, чем проникновения по площади поверхностности, и оно употребляется более широко. Шкала R является часто используемой шкалой.


Шкала Роквелла и типичные применения


Шкала Индентор Сила, кН Типичные применения
A Алмаз 0,59 Тонкая сталь и поверхностно цементированная сталь
B Шар D=1,588мм 0,98 Медные сплавы, алюминиевые сплавы, мягкие стали
C Алмаз 1,47 Сталь, твёрдые литейные чугуны, глубоко цементированнная сталь
D Алмаз 0,98 Тонкая сталь и среднецементированная сталь
E Шар D=3,175мм 0,98 Литейный чугун, алюминиевые, магниевые и подшипниковые сплавы
F Шар D=1,588мм 0,59 Отожженые медные сплавы, мягкие тонколистовые металлы, латунь
G Шар D=1,588мм 1,47 Ковкие чугуны, пушечные бронзы, бронзы, медно-никелевые сплавы
H Шар D=3,175мм 0,59 Алюминий, свинец, цинк
K Шар D=3,175мм 1,47 Алюминий и магниевые сплавы
L Шар D=6,350мм 0,59 Пластмассы
M Шар D=6,350мм 0,98 То же
P Шар D=6,350мм 1,47
R Шар D=12,70мм 0,59 Пластмассы
Шар D=12,70мм 0,98
V Шар D=12,70мм 1,47

С целью обеспечения единства измерений введен государственный специальный эталон для воспроизведения шкал твердости Роквелла и Супер-Роквелла и передачи их при помощи образцовых средств измерений (рабочих эталонов) рабочим средствам измерений, применяемым в стране (ГОСТ 8.064-94).


Диапазоны шкал твердости по Роквеллу и Супер-Роквеллу, воспроизводимых эталоном по ГОСТ 8.064-94


Шкалы Диапазоны измерений
Роквелла A 70 - 93 HRA
B 25 - 100 HRB
C 20 - 67 HRC
Супер-Роквелла N 15 70 - 94 HRN 15
N 30 40 - 86 HRN 30
N 45 20 - 78 HRN 45
Т 15 62 - 93 HRT 15
Т 30 15 - 82 HRT 30
Т 45 10 - 72 HRT 45

Шкалы Роквелла для испытания поверхностной твёрдости тонколистового материала


Шкала Индентор Прикладываемая сила, кН
N 15 Алмаз 0,14
N 30 Алмаз 0,29
N 45 Алмаз 0,44
T 15 Шар D=1,588мм 0,14
T 30 Шар D=1,588мм 0,29
T 45 Шар D=1,588мм 0,44

В таблице приводятся приближенные соотношения между числами твердости, определенные различными методами. С достаточной степенью точности для конструкционных углеродистых и легированных сталей перлитного класса, для которых 150 НВ, можно принять σ0,2 = 0,367 НВ, для стали НВ < 150 σ0,2 ≈ 0,2 НВ. Для конструкционных сталей низколегированных и углеродистых (НВ ≥ 150) σв≈ 0,345 НВ. Для более точного пересчета НВ на HRC рекомендуется пользоваться ГОСТ 22761-77.

На вышеприведённом рисунке (Шкалы твёрдости и её типичные значения) показан основной диапазон значений твердости по Виккерсу, Бринеллю, Роквеллу и Моосу. Это приблизительная связь между значениями твердости и пределами прочности на растяжение.

Так, для отожженных сталей предел прочности на растяжение в МПа (МН×м–2 ) примерно равен 3,54 значения твердости по Бринеллю, а для закаленных и отпущенных сталей - 3,24. Для латуни коэффициент примерно равен 5,6; а для алюминиевых сплавов около 4,2.

В испытании Мооса твердость оценивается по сопротивлению материала царапанью. За эталоны шкалы Мооса приняты 10 сортов минералов: каждый может царапать предшествующий ему в шкале материал, но не будет царапать следующий за ним.

Материалы: 1— тальк; 2— гипс; 3— кальциевый шпат; 4— флюорит; 5— апатит; — полевой шпат; 7— кварц; 8— топаз; — корунд; 10— алмаз.

Твердость материала по Моосу при испытании на единицу меньше номера того минерала, который царапал его.

Дюрометр Шора для измерения твердости полимеров и эластомеров дает значения твердости по числовой шкале Шора. Для шкалы А усеченный конус индентора придавливается к поверхности материала при нагрузке в 0,8Н. Измеряется глубина проникновения индентора. Это может быть сделано немедленно при приложенной нагрузке, а затем при нагрузке, изменяющейся во времени. Для шкалы D применяется индентор с закруглённым концом конуса, нагрузка 44,5Н.


Значения твердости инструментальных сталей


Тип инструментальной стали Твердость HRC
при 20°С при 560°С
Закаленная в воде 63 10
Сопротивление ударной нагрузке 60 20
Закаленная в масле 63 20
Закаленная на воздухе 63 30
Высокоуглеродистая высокохромистая 62 35
Быстрорежущая вольфрамовая 66 52
Быстрорежущая молибденовая 65 52

Шкалы твёрдости для сталей


Шкала Бринелля, нагрузка 300кг, индентор 10мм, стальной шар Шкала Роквелла Шкала Виккерса, индентор - алмазная пирамида
А С
615 81,3 60,1 700
585 80,0 57,8 650
550 78,6 55,2 600
512 77,0 52,3 550
471 75,3 49,1 500
425 73,3 45,3 450
379 70,8 40,8 400
331 68,1 35,5 350
284 65,2 29,8 300
238 61,6 22,2 250
190 200
143 150
95 100

Шкалы твёрдости для цветных сплавов


Шкала Бринелля, нагрузка 300кг, индентор 10мм, стальной шар Шкала Роквелла Шкала Виккерса, индентор - алмазная пирамида
B
190 93,8 200
181 91,6 190
171 89,2 180
162 86,5 170
152 83,4 160
143 80,0 150
133 76,1 140
124 71,5 130
114 66,3 120
105 60,0 110
95 52,5 100

Энергия ударов и твердость титана и сплавов

Поглощение кислорода поверхностью титана, когда он нагрет во время обработки, приводит к уменьшению твердости его поверхности.

Сплав Состояние Значение величины Шарпи, Дж Твердость при 20°С
HV HB HRC
альфа-фазы - коммерческие чистые сплавы
99,5Ti Отожжен 120
99,2Ti 43 200
99,1Ti 38 225
99,0Ti 20 265
99,2Ti - 0,2Pd

43 200
альфа-фазы
Ti - 5Al - 2,5Sn Отожжен 26 220 36
Ti - 5Al - 2,5Sn
(слабокисленный)
27 290 35
вблизи альфа-фазы
Ti - 8Al - 1Mo - 1V Двойной отжиг 32 35
Ti - 6Al - 2Sn - 4Zr - 2Mo 32
Ti - 6Al - 1Mo - 2Cb - 1Ta В прокатанном состоянии 31 30
Ti - 6Al - 5Zr - 0,5Mo - 0,2Si Горячая ковка 355
альфа-бета-фазы
Ti - 6Al - 4V Отожжен 19 350 36
Ti - 6Al - 6V - 2Sn 18 365 38
Ti - 7Al - 4Mo Твердый раствор + старение 18 38
Ti - 4Al - 4Mo - 2Sn - 0,5Si 365
Ti - 4Al - 4Mo - 4Sn - 0,5Si 400
бета-фазы
Ti - 11,5Mo - 6Zr - 4,5Sn Твердый раствор + старение 400
Ti - 13V - 11Cr - 3Al 11 40
Ti - 8Mo - 8V - 2Fe - 3Al
Ti - 3Al - 8V - 6Cr - 4Mo - 4Zr 10 42

Механические свойства связанных карбидов


Состав, основные составляющие, % Твердость по Роквеллу, HRA Предел прочности при сжатии, МПа Напряжение удара, Дж
97WC-3Co 92÷93 5860 1,1
94WC-6Co 90÷93 5170÷5930 1,0÷1,4
90WC-10Co 87÷91 4000÷5170 1,7÷2,0
84WC-16Co 86÷89 3860÷4070 2,8÷3,1
75WC-25Co 83÷85 3100 3,1
71WC-12,5TiC-12TaC-4,5Co 92÷93 5790 0,8
72WC-8TiC-11,5TaC-8,5Co 90÷92 5170 0,9
64TiC-28WC-2TaC-2Cr2C3-5,0Co 94÷95 4340
57WC-27TaC-16Co 84÷86 3720 2,0

Значения твердости полимерных материалов


Полимер Твердость при 20°С
по Роквеллу по Шору
Термопласты
ABS R90÷115
Акрилик М90
Ацетат целлюлозы R34÷125
Ацетобутират целлюлозы R31÷116
Полиацеталь М80÷92, R115÷120
Полиамид, нейлон 6(сухой) R120
Полиамид, нейлон 66(сухой) М80, R120
Поликарбонат М85, R120
Полиэфир М70÷85
Полиэтилен высокой плотности D60÷70
Полиэтилен низкой плотности D40÷51
Полипропилен М70÷75, R75÷95
Полистирол М70÷80
Полистирол улучшенной вязкости М40÷70
Полисульфон R120
Поливинилхлорид непластичный М115 D65÷85
Поливинилхлорид пластичный А40÷100
Реактопласты
Эпоксидная смола, армированная стеклянным волокном М100÷112
Меламин-формальдегид, целлюлоза М115÷125
Фенол-формальдегид, целлюлоза Е64÷95
Эластомеры
Бутадиен-акрилонитрил А30÷100
Бутадиен-стирол А40÷100
Бутил А30÷100
Хлорсульфонатный полиэтилен А50÷100
Этилен-пропилен А30÷100
Фторкарбон А60÷90
Натуральный каучук А20÷100
Полихлоропрен (неопрен) А20÷100
Полиуретан А20÷100
Кремний А30÷80

Ударные свойства полимерных материалов

Термопласты могут быть сгруппированы в три группы соответственно их ударным свойствам при 20°С.

  1. Хрупкие — образцы для испытания разрушаются даже тогда, когда они без зарубки. К ним относятся акрилик; нейлон, армированный стеклом; полистирол.
  2. Хрупкие с зарубкой — образцы для испытания не разрушаются, если нет зарубки, но разрушаются, когда она есть. Это ABS (некоторые формы), ацетали, акрилики (улучшенной вязкости), целлюлозы, нейлон (сухой), поликарбонат (некоторые формы), полиэтилен (высокой плотности), полиэтилентерефталат, полипропилен, полисульфон, поливинилхлорид.
  3. Вязкие — образцы для испытания не разрушаются даже тогда, когда имеют острые зарубки. Это ABS (некоторые формы), нейлон (влажный), поликарбонат (некоторые формы), полиэтилен (низкой плотности), этилен-пропилен сополимер, PTFE.

Сравнение чисел твердости металлов и сплавов по различным шкалам

Погрешность перевода чисел твердости по Виккерсу в единицы Бринелля ±20В; в единицы Роквелла - до ±3 HRC (HRB); значения σв до ±10 %.