Прибор для измерения твёрдости по бринеллю

Прибор для измерения твёрдости по бринеллю

• Главная
• Оборудование
• Твердомеры
• Универсальные твердомеры

Твердомеры KB250 MHSR

От 0,2 кгс до 250 кгс. Опционально нагрузка от 1 грамма.

Твердомеры Бриннеля (дюрометры) — это приборы для неразрушающего измерения твёрдости металлов и сплавов по одноимённой шкале. Они характеризуются высокой точностью, благодаря чему приобрели статус эталонных. Выпускаются в разных модификациях, чтобы удовлетворить запросы науки и производства.

Описание метода Бриннеля

Работа твердомеров Бриннеля построена на методе вдавливания индентора — специального шарика — в поверхность исследуемого образца. Этот процесс длится 2–8 с и сопровождается плавно нарастающей нагрузкой. Максимальное усилие прибор удерживает на протяжении предусмотренного для определённого металла промежутка времени. Далее нагрузка постепенно снижается. По окончании испытания образец отводят от индентора и измеряют диаметр полученного отпечатка.

Вычисления твёрдости НВ исследуемого объекта по Бриннелю производят двумя способами. Первый заключается в делении нагрузки Р на площадь отпечатка F и выражается формулой HB=P/F. При использовании площади поверхности отпечатка, имеющей форму шарового сегмента, твёрдость определяют уравнением HB=2P/(πD*√(D2-d2). В нём Р — приложенная нагрузка, D — диаметр шарика, d — диаметр отпечатка.

Такой путь испытаний и вычислений в 1900 году предложил шведский инженер Юхан Август Бриннель. Метод дал возможность получать очень точные значения, а потому сразу попал в категорию стандартизированных и быстро нашёл широкое применение.

Особенности комплектации современных твердомеров Бриннеля

Твердомеры Бриннеля на протяжении более 100 лет неоднократно совершенствовались и видоизменялись. Сейчас на рынке исследовательского оборудования присутствуют портативные и стационарные, механические и автоматические устройства, но в основе конструкции каждого по-прежнему остаются:

• индентор — стальной либо карбидный шарик диаметром 1, 2,5, 5 или 10 мм, предназначенный для погружения в поверхность металла, а иногда и другого материала;
• пресс, создающий силовое воздействие на индентор, а через него на поверхность исследуемого образца;
• предметный столик, предусмотренный для размещения и фиксирования плоской детали либо частицы материала;
• микроскоп, позволяющий определить точные границы отпечатка, измерить его диаметр и глубину.

Для получения возможности увеличения изображения и улучшения его качества современные модификации твердомеров Бриннеля дополняются объективами с 10-ступенчатыми электроприводами, светодиодной подсветкой, цифровыми камерами с высоким разрешением. Моторизованный столик, электронный блок, программное обеспечение позволяют проводить исследования автоматически. В таком случае на дисплей выводятся высокоточные картинки, значения измерений, а также аналитические данные в виде графиков и гистограмм.

При необходимости применения в неблагоприятных условиях твердомеры Бриннеля оснащаются пылезащитным кожухом и системой охлаждения. Если же предполагается частая смена режимов работы, то в комплектацию включается турель объективов и инденторов. Тогда оборудование автоматически подбирает соответствующий твёрдости образца тестер и так же автоматически подводит к отпечатку соответствующий объектив.

Универсальные твердомеры Бриннеля: преимущества, применение, покупка

Наибольшее распространение получили стационарные твердомеры Бриннеля, которые выпускает немецкая компания KB Pruftechnik. Первыми в списке их преимуществ состоят:

• широкий диапазон нагрузок (от 0,5 кгс до 3000 кгс);
• автоматизация всех испытательных и аналитических процессов;
• универсальность применения (приборы одинаково пригодны для исследования образцов незакалённой стали, чугунных деталей, цветных металлов, мягких сплавов);
• простота и удобство в эксплуатации.

Предназначены твердомеры Бриннеля КВ, как и модели других марок, для проведения контроля качества сырьевого материала, заготовок, изделий. Поэтому неудивительно, что наиболее востребованы они в испытательных лабораториях предприятий оборонной промышленности, машиностроения, космической отрасли. Не обходятся без твердомеров Бриннеля и НИИ при разработке новых конструкций и технологий изготовления твёрдых сплавов.

Подыскиваете надёжное оборудование для образовательного учреждения, производственного предприятия или исследовательского центра? Наши твердомеры Бриннеля — то, что нужно. Они изготовлены согласно ГОСТам 23677–79 и 9012–59, полностью соответствуют стандартам ASTM E-10 и ISO 6506.2, а значит — не подведут!

Твердомеры

Твердомер – прибор для измерения твердости материала. Используют для контроля твердости деталей. Определение твердости материалов и металлов может стать необходимым на любых производственных участках.

Область применения твердомеров:

Наиболее часто твердомеры используют в машиностроительстве, энергетике во время проведения контроля качества изделия, в лабораториях, научно-исследовательских центрах, в железнодорожном производстве, строительстве, при входном контроле заготовок и сырья, а также при разработке новых материалов и конструкций.

Существуют различные виды твердомеров

Стационарные твердомеры

• Твердомер стационарный по Бринеллю,
• Твердомер стационарный по Роквеллу,
• Твердомер стационарный по Виккерсу,
• Твердомер стационарный по Шору.

Так выделяют несколько шкал:

• шкала Виккерса — для твердых изделий;
• шкала Бринелля — для более мягких материалов;
• шкала Шора — для более мягких материалов;
• шкала Роквелла — для твердых изделий

Выбор шкалы осуществляется в соответствии с технической документацией.

Линейка стационарных твердомеров компании Укринтех включает в себя:

Комплекс измерения твердости на базе стационарного твердомера по Бринеллю UIT HBW-1 с диапазоном измерений 8 – 650 HBW. Оперативно проводит измерения и расчет результатов, обеспечивает высокую точность измерений благодаря автоматизированным процессам нагружения, удержания и снятия нагрузки.

Стационарный механический твердомер по Роквеллу UIT HR – 150 с диапазоном нагрузок от 60 до 150 кгс для определения твердости образцов из углеродистой стали, твердых сплавов, термообработанных сталей и других материалов, согласно ISO 6508.1

Автоматизированный стационарный твердомер по Виккерсу UIT HV – 10/30/50 проводит измерения твердости в диапазоне нагрузок 0,3-10 кгс/2-30 кгс/1-50 кг. Полностью автоматизированные процессы испытаний, измерений отпечатка и расчета твердости обеспечивают высокую точность испытаний.

Автоматизированный стационарный твердомер по Роквеллу UIT HR – 300/310/320 предназначен для определения твердости и поверхностной твердости образцов из металлов и сплавов. Измерения проводятся в 15 шкалах Роквелла и 15 шкалах Супер-Роквелла.

Также, выпускаются образцовые меры твердости 2-го разряда, предназначенные для проверки приборов измерения твердости металлов по методам Бринелля, Виккерса, Роквелла, Супер-Роквелла и Шора.

Портативные твердомеры

• Ультразвуковой твердомер;
• Динамический твердомер;
• Комбинированного типа.

Определение твердости производится различными методами.

Портативная твердометрия представлена широким спектров приборов как ультразвуковых(UIT ТКМ-459М/С), так и динамических (UIT ТКМ-359М/С, серия UIT ТЭМП, GROWTEST D100).

Приборы используются для оперативного измерения твердости металлов, металлических и неметаллическиз изделий в т. ч. поверхностно-упрочненных слоев (цементация, азотирование, закалка ТВЧ и др.), гальванических покрытий (хром), наплавок, оценки механической прочности.

Чтобы купить твердомер для металла (портативные твердомеры, стационарные твердомеры) обратитесь в компанию Укринтех, г. Харьков любым удобным для Вас способом: по указанным ниже телефонам, через форму обратной связи на страничке «Контакты».

Мы осуществляем поставки приборам во все города Украины: Киев, Харьков, Днепр, Запорожье, Одессу, Львов, Кривой Рог, Мариуполь, Полтава, и т. д.

Прибор для измерения твёрдости по бринеллю

ТКП-1 твердомер конусный переносной по Роквеллу

Товар в наличии. Количество товара: 2 шт. Срок отгрузки: 1-2 дня

Переносной твердомер для измерения твёрдости металлов и сплавов.

Приборы выпуска советских времён, новые складского хранения (с консервации) или восстановленные, после юстировки и со Свидетельством о поверке.

Производство: Точприбор, г. Иваново, СССР.

ТПП-2 твердомер переносной по Виккерсу

Товар под заказ. Подробнее:+7 (495) 740-06-12

Переносной твердомер для измерения твёрдости металлов и сплавов.

Приборы выпуска советских времён, новые складского хранения (с консервации) или восстановленные, после юстировки и со Свидетельством о поверке.

Производство: Точприбор, г. Иваново, СССР.

ТБП 5013 твердомер переносной по Бринеллю

Товар под заказ. Подробнее:+7 (495) 740-06-12

Переносной твердомер для измерения твёрдости металлов и сплавов.

Приборы выпуска советских времён, новые складского хранения (с консервации) или восстановленные, после юстировки и со Свидетельством о поверке.

Производство: Точприбор, г. Иваново, СССР.

ТПР-150 твердомер переносной магнитный по Роквеллу

Товар в наличии. Срок отгрузки: 31-32 дня

Назначение: для измерения твёрдости крупногабаритных металлических изделий (труб, котлов и т.п.) с доступом к поверхности изделия только с одной стороны — фиксация при помощи магнитов.

Единственный на рынке прибор для «прямого» измерения твёрдости при одностороннем доступе к контролируемому изделию: газопроводы, нефтепроводы и пр. крупногабаритные изделия.

«Восток-7» является официальным дилером данного производителя.

Производство: РФ.

ТПР-150-ВСА твердомер переносной по Роквеллу

Товар в наличии. Срок отгрузки: 31-32 дня

Назначение: для измерения твёрдости сталей, твёрдых сплавов, алюминия, свинца, пластмасс.

«Восток-7» является официальным дилером данного производителя.

ТПБ-ГМА; ТПБ-ГРА твердомеры переносные гидравлические по Бринеллю

Товар под заказ. Подробнее:+7 (495) 740-06-12

Используют «прямой» метод измерения твёрдости, а не «косвенный», т.е. вдавливание индентора происходит под реальной нагрузкой 500; 750; 1000 и 3000 кгс., что даёт позволяет добиться погрешности измерения ±1% — недостижимый показатель для любого «косвенного» метода измерения твёрдости: ультразвукового, динамического и других. Когда крупное изделие «не идёт» к твердомеру, то переносной твердомер прямого измерения сам «идёт» к изделию.

Измеряет в любом пространственном положении: вертикально, горизонтально, наклонно (в т.ч. «потолочные поверхности » когда сам прибор расположен «вверх дном».) — что недоступно для традиционных твердомеров «стационарного типа».

Когда крупное изделие «не идёт» к твердомеру, то переносной твердомер прямого измерения сам «идёт» к изделию. Легко переносится, закрепляется и управляется одним оператором.
Простота и надёжность конструкции позволяет испытывать твёрдость в полевых и цеховых условиях, а не только в лаборатории.
Модель ТБП-ГМА имеет магнитный механизм крепления с высокой силой сцепления, что позволяет измерять твёрдость изделий с односторонним доступом к поверхности, например замер твёрдости трубопроводов (без необходимости разъединения труб), крупногабаритных поковок и т.п.

Твердомер ТБП-ГРА является копией твердомера американского производства King Portable Brinell Tester, его технические характеристики уступают оригинальному американскому прибору.

«Восток-7» является официальным дилером данного производителя.

Обзор методов измерения твердости металлов и сплавов

Исторически с развитием технологий обработки металлов появлялись и совершенствовались способы контроля качества металлических изделий.
Известно множество способов определения твердости металлов и сплавов:

• Вдавливание индентора под действием статической нагрузки (нагрузка прикладывается плавно) — по методу Бринелля, Роквелла, Супер-Роквелла, Виккерса, М.С.Дрозда, Герца, Лудвика, монотрон Шора;
• Динамическое вдавливание индентора (нагрузка прикладывается ударом) — по методу Мартеля, Польди, вертикальный копер Николаева, пружинный прибор Шоппера и Баумана, маятниковый копер Вальцеля, маятник Герберта, маятниковый склерометр Кузнецова;
• Измерение микротвердости статическим вдавливанием — по методу Липса, Егорова, Хрущева, Скворцова, Алехина, Терновского, Шоршорова, Берковича, Кнупа, Петерса, Эмерсона, микротвердомер Цейсса-Ганеманна;
• Метод упругого отскока бойка — склероскоп Шора;
• Измерение твердости царапанием — по Моосу, напильник Барба, прибор Мартенса, Хенкинса, микрохарактеризатор Бирбаума, склерометр О’Нейля, Григорович, Беркович).

В целом, по характеру воздействия индентора на поверхность исследуемого объекта можно узнать конкретные свойства материала: вдавливание определяет способность к сопротивлению пластической деформации, отскок показывает упругие свойства, царапанье характеризует сопротивление разрушению.

Многие приемы сейчас используются редко или вовсе ушли в прошлое.
На данный момент основные и самые распространенные методы контроля твердости металлов условно делят на две группы: прямые и косвенные.

Прямые методы измерения твердости
основаны на способности материала сопротивляться внедрению другого, более твердого тела — индентора. Инденторы изготавливаются в форме конуса или пирамиды из алмаза, в форме шарика — из закаленной стали или карбида вольфрама.

Прямые методы реализуют в основном cтационарные твердомеры по шкалам Бринелля (HB), Роквелла (HRA, HRB, HRC), Супер-Роквелла (HRN и HRT), Виккерса (HV).

Сущность испытаний заключается в том, что после внедрения индентора, при приложении заданной статической нагрузки, происходит пластическая деформация исследуемого материала. На поверхности образца остается отпечаток.
Вычисление значения твердости строится на зависимости приложенного усилия и определенных геометрических параметров отпечатка. Для каждого прямого метода предусмотрена своя зависимость (см. таблицу ниже). Например, при замерах по Роквеллу фиксируется глубина отпечатка: чем она меньше, тем выше твердость объекта.

Плюсы: стационарные твердомеры применяются для контроля любых металлов и сплавов; выдают результат с минимальной погрешностью; не требуют дополнительной калибровки.

Минусы: работают на одном месте, как правило в специально оборудованной лаборатории; необходимо заранее готовить образцы, либо изделие должно иметь конкретные габариты; необходима квалификация оператора; невысокая скорость выполнения исследований.

Косвенные методы измерения твердости
подразделяются на ультразвуковой и динамический — они не напрямую измеряют твердость, а только оценивают значение твердости металла в зависимости от других физических свойств.

Косвенные методы реализуют портативные твердомеры — ультразвуковые и динамические . Результат можно получить как в самых распространенных единицах твердости, таких как Роквелл С (HRC), Бринелль (НВ), Виккерс (HV), так и в реже используемых единицах Роквелла А и В (HRA, HRB), Шора D (HSD) и других.

Ультразвуковой метод (ультразвуковой контактный импеданс) основан на фиксации степени затухания резонансной частоты колебаний металлического стержня с алмазным наконечником (индентором) при внедрении его в поверхность металлического изделия.

При глубоком внедрении индентора в мягкий металл будет большая площадь контакта алмаза с материалом, значит будет выше степень затухания частоты колебаний.

Применим к изделиям практически любых габаритов по массе и размерам; оставляет незаметный отпечаток; подходит для измерения твердости поверхностно упрочненных слоев; удобен для образцов со сложной конфигурацией (шестерни, подшипники, метизы). Применение на изделиях с крупнозернистой структурой ограничено (чугуны, бронза).

Динамический метод (Либа) основан на определении отношения скорости бойка при отскоке от поверхности измеряемого образца к скорости бойка при соударении с поверхностью образца. В качестве бойка используется твердосплавный шарик (карбид вольфрама WC-Co).

Чем ниже твердость металла, тем больше энергии удара уходит на формирование отпечатка и тем меньше скорость отскока бойка.

Подходит для массивных изделий; образцов с высокошероховатой поверхностью; объектов со значительной толщиной упрочненного или закаленного слоя.

Плюсы: портативные твердомеры автономны, просты в управлении, работают в труднодоступных зонах, обладают высокой скоростью проведения замеров.

Минусы: погрешность результатов измерений выше, чем у стационарных приборов; иногда требуется дополнительная калибровка шкал.

Общие требования к испытаниям

• Вне зависимости от величины прилагаемого усилия или затрачиваемой энергии, значение твердости для однородного тела при постоянной температуре должно быть материальной константой.
• Поверхность объекта должна быть подготовлена в соответствии с методикой измерения.
• Образец должен быть надежно зафиксирован, чтобы исключить смещение относительно оси приложения нагрузки со стороны прибора.
• Твердость должна иметь совершенно определенный и ясный физический смысл, правильную размерность, характеризующую сопротивление материала пластической деформации.

Чем выше твердость образца, тем более высокая нагрузка нужна при его исследовании. Чем точнее метод, тем выше требования к подготовке поверхности контролируемого экземпляра. Вообще, чем тщательнее будет подготовлен образец для испытаний, тем меньше будет погрешность результата при использовании и стационарного, и портативного твердомера.

Статический и динамический твердомер: суть устройства и принцип работы

Твердость – способность металла сопротивляться воздействию другого, более твердого материала. Определение твердости металлов играет принципиальную роль в их обработке, анализе сплавов и сборке готовых конструкций, поэтому измеритель твердости необходим на всех этапах производства и работы с металлическими конструкциями.

Методы работы устройства

Существует 3 группы методов определения твердости металлов и их сплавов:

• статические;
• динамические;
• косвенные.

Статическая группа методов – классические, хоть и несколько устаревшие приемы: по Бринеллю, по Роквеллу, по Кнупу, во Виккерсу. Индентор – стальной шарик или бриллиантовый наконечник – постепенно вдавливается в исследуемый материал, а после анализируется размер отпечатка. Статический твердомер демонстрирует сопротивление пластической деформации.

Динамические методы – по Бауману, по Шору, по Шварцу, по Граве, по Морину. Нагрузка индентором прикладывается ударом, а полученные результаты демонстрируют упругость и сопротивление деформации металла.

Косвенные методы позволяют оценить смежные свойства металлов, например изменения ультразвуковой частоты, и в зависимости от полученных значений определить твердость металла.

Как работает статический твердомер?

Статический твердомер Бринелля – стационарный пресс с электромеханическим приводом нагружения. Проверка твердости осуществляется подачей плавной нагрузки на исследуемый металл с последующим замером отпечатка. В качестве индентора используют стальной шарик или алмазный наконечник. Диаметр отпечатка замеряют с помощью лупы Бринелля и сравнивают полученные данные с эмпирической таблицей стандартов на метод измерения.

Твердомер Роквелла – стационарный прибор, позволяющий определить твердость металлов и сплавов по геометрическим параметрам отпечатка от взаимодействия индентора с исследуемым материалом. Эти приборы по сравнению с твердомерами Бринелля или Виккерса более просты и универсальны, так как не требуют шлифовки поверхности и замеров отпечатка с помощью лупы или микроскопа.

Основные недостатки: приборы подходят для работы в лабораторных условиях, имеют низкую мобильность из-за своих параметров и веса (минимум 200 кг), а также ряд ограничений по толщине и шероховатости материала. Если изделие крупное и его сложно доставить к твердомеру, приходится частично нарушать всю конструкцию, что может привести к порче.

Как работает динамический измеритель твердости?

Динамические твердомеры – переносные устройства, которые позволяют определить упругость металла и сплавов, работают по методу отскока (по Лейбу). Осуществлять замеры можно в лабораторных, полевых или заводских условиях, прямо на поверхности детали или конструкции. Благодаря компактным размерам и небольшому весу (до 0,5 кг) контроль твердости можно проводить в труднодоступных или вогнутых местах.

Портативный динамический твердомер состоит из преобразователя (датчика) и электронного блока. После того, как датчик установлен на поверхность, нажимают спуск. Боек из датчика падает на поверхность и отскакивает от нее. Датчик улавливает скорость бойка до и после падения, передает сигнал в электронный блок. Прибор анализирует информацию и отражает на дисплее твердость по выбранной шкале.

Основные недостатки: не подходит для контроля малых объектов ( вес минимум 3 кг и толщина стенки минимум 10 мм), допустимая шероховатость поверхности не больше 20 мкм.