Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерение твердости по Роквеллу

Измерение твердости по Роквеллу

Металлы обладают достаточно большим количеством физико-механических свойств, которые следует учитывать при их использовании для изготовления различных изделий. Твердость – способность одного материала препятствовать проникновению в него другого, более твердого. Для измерения этого показателя были разработаны самые различные методики тестирования. Часто проводится измерение твердости по Роквеллу (HRC). Этот метод имеет довольно большое количество особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Измерение твердости по Роквеллу

Методика измерения

Метод определения твердости металла по Роквеллу применяется в случае, когда нужно протестировать заготовку небольшой толщины. Кроме этого, подобным образом проверяется твердость поверхностного слоя изделия, к примеру, прошедшего закалку или процесс цементирования.

Проводится определение твердости металлов методом Роквелла следующим образом:

  1. Метод основан на вдавливании более твердого объекта в испытуемый. Для этого используется специальный алмазный наконечник, который имеет форму правильной пирамиды.
  2. Нагрузка прикладывается к наконечнику на протяжении определенного времени. При этом время выдержки и величина нагрузки могут существенно различаться. Согласно установленным стандартам в ГОСТ 9013-59, нагрузка может быть от 1 до 100 кгс. При этом уточняются конкретные значения из этого промежутка.
  3. Полученные отпечатки алмазного конуса измеряются. Наиболее важными показателями в этом случае можно назвать размер диагоналей оставшегося отпечатка.

Принцип измерения твердости по Роквеллу

Принцип измерения твердости по Роквеллу

Полученные данные сверяются с табличными значениями, в которых учитывается величина приложенной силы и время выдержки. Рассматриваемая методика позволяет получить показатель твердости в своих условных единицах.

Процесс измерения можно разделить на несколько этапов:

  1. Определяется тип шкалы.
  2. Устанавливается подходящий индикатор. Важно выбрать индикатор, который будет соответствовать типу установленной шкалы.
  3. Проводится два пробных теста, которые необходимы для корректирования работы применяемого оборудования.
  4. Прикладывается предварительная нагрузка, равная 10 кгс.
  5. Прикладывается основная нагрузка и выдерживается определенный период, который позволяет получить максимальное значение.
  6. Убирается нагрузка и считывается полученный результат.

Современное оборудование позволяет существенно упростить процесс и повысить точность получаемых результатов в ходе проводимых измерений.

Шкалы твердости

Мера твердости по Роквеллу обозначается HRC. За время проведения тестирования различных металлов было разработано 11 шкал, которые отличаются по соотношению геометрических размеров наконечника и прилагаемой нагрузки. Стоит учитывать, что сегодня в качестве вдавливаемого тела сегодня используются не только алмазные наконечники. Распространение получили:

  1. сферы, изготавливаемые из закаленной стали;
  2. шарики из сплава карбида и вольфрама.

Обозначение проводится с использованием заглавных букв латинского алфавита.

Шкалы для определения твердости по Роквеллу

Шкалы для определения твердости по Роквеллу

Прочему так важно учитывать тип применяемой шкалы? Причин довольно много:

  1. От нее зависит вид вдавливаемого индикатора. При этом есть определенная связь между геометрической формой и размерами индикатора и получаемыми данными.
  2. У каждого типа вдавливаемого объекта есть свое ограничение по показателю максимальной нагрузки.

Получаемые результаты важны при изготовлении подшипников и прочих ответственных элементов, используемых при создании автомобилей или авиатехники. Размерность твердости, определяемой по Роквеллу, учитывается и при выборе изделий из закаленной стали.

Оборудование для проведения измерения

На момент разработки рассматриваемой методики измерения твердости специального оборудования не было. После того, как в машиностроительной и других областях промышленности установили важность этой физико-механической характеристики, было разработано специальное оборудование, которое основано также на вдавливании шарика или конуса в тестируемый объект. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать величину прилагаемой силы и времени выдержки. Твердомером измеряется твердость, как правило, небольших объектов, являющимися образцами получаемой заготовки. Это связано с весьма компактными размерами большинства моделей рассматриваемых устройств.

Читайте так же:
Метчики для нарезания резьбы дюймовые

Твердомер Роквелла

К особенностям применяемого оборудования можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. Испытуемый образец, как правило, располагается на столике.
  2. Алмазный наконечник опускается с помощью грузового рычага.
  3. Важным моментом является то, что наконечник опускается плавно. Это достигается при применении рукоятки с масленым амортизатором.
  4. Время выдержки применимой нагрузки зависит от размеров испытуемого образца. Как правило, показатель составляет 3-6 секунд. Сила воздействия определяется также величиной заготовки.
  5. Важные параметры вводятся при помощи специального пульта программирования. За счет того, что контроль прилагаемой силы и время выдержки проводит оборудование, точность получаемых результатов довольно высока.

Рассматриваемое оборудование производится достаточно большим количеством различных компаний. При этом стоимость предложения может колебаться в достаточно большом диапазоне.

Преимущества и недостатки метода

Каждый метод вычисления твердости поверхности обладает своими определенными достоинствами и недостатками. Принято считать, что испытание на твердость по Роквеллу и Бринеллю являются основными, так как позволяют получить наиболее точный результат.

К достоинствам метода измерения твердости по Роквеллу HRC можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. Технология определяет возможность тестирования поверхностей с повышенной твердостью.
  2. При тестировании поверхность повреждается несущественно, что позволяет исследовать уже готовые изделия.
  3. Существенно упрощается процесс расчетов показателя твердости, так как нет необходимости в замере диаметра получаемого отпечатка после снятия прилагаемой нагрузки.
  4. На проведение измерений по Роквеллу уходит всего несколько секунд.

Однако есть и несколько существенных недостатков, которые также нужно учитывать:

  1. В сравнении с методом по Бринеллю, получаемый результат не так точен.
  2. Для повышения точности проводимых измерений следует тщательно подготовить поверхность.

Несмотря на то, что получаемые результаты могут иметь достаточно высокую погрешность, этот метод получил широкое распространение в машиностроительной и других отраслях промышленности, так как на тестирование уходит мало времени.

Показатель твердости зависит от достаточно большого количества моментов, к примеру, химического состава. Кроме этого, металлы могут улучшаться закалкой и другими видами термической обработки. Сегодня можно встретить довольно много методической литературы с таблицами, в которых указывается твердость для распространенных материалов. Принимаются эти значения зачастую при выполнении расчетов или проектировании.

Твердость некоторых материалов, получаемая при проведении тестов по Роквеллу, сравнивается с соответствующим показателем алмаза. Этот материал считается одним из самых твердых. Поэтому твердость алмаза по Роквеллу составляет 100 HRC. Аналогичные показатели стекла и вольфрама будут существенно ниже.

На точность проводимых измерений может оказывать влияние:

  1. Толщина испытуемого образца. Согласно принятым нормам при проникновении алмазного наконечника на 0,2 мм толщина испытуемого образца должна быть не меньше 2 см. В противном случае, полученные данные будут считаться искаженными.
  2. Если один образец применяется для проведения нескольких тестов, то расстояние между отпечатками должно быть не менее трех их диаметров. Соблюдение этого правила также позволяет получить более точные результаты.
  3. Результаты на циферблате могут отличаться в зависимости от положения исследователя. Повторные тестирования должны проводиться с одной точки обзора, иначе полученные результаты могут отличаться.

В заключение отметим, что сегодня подобные исследования проводятся все реже. Это связано с тем, что при изготовлении заготовок достигают высокой точности химического состава и физико-механических свойств. Поэтому каждой марке металла соответствует определенный показатель твердости по Роквеллу. Измерения зачастую проводятся после выполнения химико-термической обработки, когда от соблюдения применяемой технологии зависит конечный результат.

Читайте так же:
Стальной боек ударная часть пневматического молотка

Гранит, габбро и другие твердые породы

Бытовые представления о твердости и других свойствах природного камня чаще всего основаны на сведениях из популярных источников и расхожих мнениях «знатоков» – на гранитной столешнице можно резать продукты, плитка из гранита и мрамора на полу в ванной, потому что вода, брусчатка из габбро-диабаза на Красной площади, потому что танки. И если для общего кругозора это достаточно, то для использования той или иной горной породы в строительстве, отделочных работах или производстве каменных изделий потребуются более конкретные знания.

Измерение твердости

Практические применения горных пород потребовали разработки методов измерения и оценивания их характеристик и свойств. Каждый из используемых сегодня методов отличается способом измерения и имеет свои особенности применения.

Самый известный, простой и доступный каждому метод предложен Моосом. Он основан на проведении последовательного сравнения образца со стандартным набором минералов. Каждый из которых тверже предыдущего и способен оставить на нем царапину. Значение твердости образца находится между последним более мягким минералом и первым более твердым. В шкале 10 делений (минералы от талька до алмаза), она нелинейная, может применяться в любых условиях, дает быстрый, хотя и весьма приблизительный результат.

Менее практичные (требуют лабораторных условий и приборов), но более точные и основанные на результатах измерений методы и шкалы разработаны Бринеллем, Роквеллом, Виккерсом, Шором и Шрайнером. В их основе – воздействие на образцы путем вдавливания в них закаленных стальных шариков (Бринель), алмазных конусов (Виккерс) либо специальных пуансонов (Шрайнер).

Кварциты

Высокая твердость (около 8 ед. по шкале Мооса и до 8100 Мпа по Шрайнеру) этих мелкозернистых, образованных путем перекристаллизации песчаников, горных пород обусловлена наличием в их составе значительного количества кварца и вторичных минералов – корунда, топаза и других. Разнообразие цветов также связано с их составом – белый, желтый, малиновый, зеленый, черный и синий камни – результат действия различных минеральных примесей.

Необыкновенная твердость и высокая декоративность кварцитов основные причины их широкого применения в архитектуре, отделке зданий и помещений, дорожно-строительных работах, создании памятников и даже при изготовлении амулетов и талисманов.

Граниты

Сформированный в глубинах земли гранит лишь немного уступает кварцитам в твердости (6,5-7 ед. по шкале Мооса и от 3000 до 6500 МПа по Шрайнеру). Кварц, полевые шпаты и слюда – основные минеральные составляющие гранитов. В комбинации со второстепенными минералами они обеспечивают исключительную прочность (около 3000 кг/см 2 для мелкозернистых разновидностей и до 1500 кг/см 2 у крупнозернистых), широкий спектр расцветок и многообразие текстур.

Совокупность исключительных физических параметров и внешней красоты, доступность для шлифовки, полировки и других видов обработки делает граниты весьма привлекательным материалом для производства разнообразной продукции. Отметим лишь наиболее известные из изделий: плиты мощения из гранита, столешницы, ступени для лестниц, плита полированная из гранита, мемориальная продукция.

Габбро

Образование этой породы происходило в условиях еще более сложных, чем образование гранитов – на большей глубине, при более высоких температурах и давлении. Следствием этого, стала мелкозернистая структура и высокая твердость горной породы габбро (до 7,2 ед. по шкале Мооса и до 4400 МПа по Шрайнеру). Наличие темноцветных минералов придает соответствующую окраску – от темно-серой до глубокой черной. Отсутствие в составе габбро кварца облегчает полировку, а наличие относительно прозрачного плагиоклаза придает полированной поверхности особую глубину.

Читайте так же:
Чем сверлить бетонный потолок

Высокая морозостойкость породы и устойчивость к атмосферным воздействиям делает ее пригодной для внешней облицовки – фасадные плиты из габбро прекрасно зарекомендовали себя в качестве отделки и защиты цокольной части зданий. Большая плотность и хорошая адгезия к битумам делает щебень из габбро одним из лучших наполнителей для асфальтобетона.

Базальты

Ближе всего по минералогическому составу к габбро находятся базальты – самая распространенная на планете вулканическая порода. Из нее сложены океанические хребты, островные дуги, континентальные и океанические плиты. По твердости она не уступает гранитам (около 7 ед. по шкале Мооса и 3900 МПа по Шрайнеру), а прочность на сжатие достигает 5000 кг/см 2 .

Большое количество месторождений базальта разрабатывается в Восточной Сибири, Армении, на Дальнем Востоке. Их основная продукция – щебень, брусчатка, дорожный бордюр. Несколько месторождений в Грузии и Армении поставляют камень пригодный для облицовочных работ. Широкое применение базальт находит в производстве минеральной ваты, а его высокая устойчивость к кислотам и щелочам делает облицовочную плитку из него незаменимым материалом для отделки производственных помещений.

Сиениты

Относятся к магматическим породам, среди которых их доля составляет чуть меньше 3%. Характеризуются практически полным отсутствием в их составе кварца. Считаются наиболее близкими «родственниками» гранитов, хотя твердость сиенитов несколько ниже (до 6 ед. по Моосу и до 5700 МПа по Шрайнеру). Основные применения аналогичны гранитам – строительство, производство керамики и стекла, соды и цемента.

Диабазы

Являются палеотипными аналогами базальта и габбро, содержат в своем составе образующие минералы – плагиоклаз, авгит, а также роговую обманку и кварц в виде примесей. По твердости ближе к гранитам (6-7 единиц по шкале Мооса и от 1500 до 5000 МПа по Шрайнеру). Высокая прочность на сжатие (до 300 Мпа и более) и стойкость к истиранию позволяет использовать их в дорожном строительстве, например, брусчатка из габбро используется в качестве покрытия дорог с высокой нагрузкой на полотно.

Диориты

Еще одна порода глубинного происхождения, образованная плагиоклазом, биотитом и роговой обманкой практически не содержащая кварца. По твердости близка к гранитам (от 6 до 7 единиц по шкале Мооса). Основная область применения – строительство (щебень, облицовочный камень).

твердость

Твердость — свойство материалов сопротивляться пластической деформации или хрупкому разрушению в поверхностном слое при местных контактных силовых воздействиях. Источник: РД 03 380 00: Инструкция по обследованию шаровых рез … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

твердость — См … Словарь синонимов

ТВЕРДОСТЬ — сопротивление твердого тела вдавливанию или царапанию. При вдавливании твердость равна нагрузке, отнесенной к поверхности отпечатка. Вдавливается стальной шарик (Бринелля метод) или алмазная пирамидка (методы Роквелла и Виккерса). Иногда… … Большой Энциклопедический словарь

Твердость — – свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Например, по шкале МООСа все природные минералы делятся на 10 групп по твёрдости. [Словарь архитектурно строительных терминов] Твердость… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Читайте так же:
Правильный шестиугольник углы равны

ТВЕРДОСТЬ — ТВЕРДОСТЬ, сопротивление материала истиранию, резанию или вдавливанию. Для определения относительной твердости материалов используют ШКАЛУ МООСА … Научно-технический энциклопедический словарь

ТВЕРДОСТЬ — сопротивление тела проникновению извне. Т. металлов имеет в технике громадное значение, поэтому испытание твердости получило большое распространение на заводах. Для повышения Т. и связанной с ней износоустойчивости металлов последние подвергают… … Морской словарь

Твердость — Твердость. См. определяемая напильником. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья ; Санкт Петербург, 2003 г.) … Словарь металлургических терминов

Твердость — (Rigidity) металлов и минералов свойство сопротивлятьсяизменению формы. Так как изменение формы сопровождается пластичнымидеформациями, т. е. сдвигами, то модуль сдвига (modulus of rigidity),может служить теоретически мерой Т. На практике Т.… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

Твердость — Твердость. Свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Например, по шкале МООСа все природные минералы делятся на 10 групп по твёрдости. Источник: Словарь архитектурно строительных терминов … Строительный словарь

Твердость — свойство материалов сопротивляться пластической деформации или хрупкому разрушению в поверхностном слое при местных конкретных силовых воздействиях. Источник: ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И… … Официальная терминология

твердость — Сопротивление материала местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твёрдого тела [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные материалы прочие DE Harte FR… … Справочник технического переводчика

Чем отличается минеральное стекло от сапфирового?

Чем отличается минеральное стекло от сапфирового?

Сапфир — это не стекло, а твердый, прозрачный, сложный в обработке искусственный кристалл. В часах материал используется как единственный слой, дополняется антибликовыми пленками. Иногда сапфировое напыление наносят на обычное стекло для повышения твердости.

Минеральное стекло используется при изготовлении часов с момента их изобретения. Производители усовершенствовали деталь: используют закалку, защитные слои, дополнительную обработку, добавки для улучшения свойств.

Давайте рассмотрим основные отличия минерального стекла от сапфира.

Твердость минерального и сапфирового стекла в часах

Твердость

Минеральное стекло

Твердость закаленной детали достигает 6,5 по шкале Мооса. Этого достаточно, чтобы избежать царапин при ежедневной носке — повреждения возможны только при контакте с камнем, твердыми металлическими предметами (напильник, нож). Поверхность можно отполировать в часовой мастерской.

Сапфировое стекло

Твердость сапфира — 9 по шкале Мооса. Царапины появляются только от воздействия алмазным инструментом, ювелирным украшением с бриллиантом (твердость 10 единиц). Для обработки применяют порошки карбида кремния, нитрида и карбида бора (твердость до 9,5).

Хрупкость минерального и сапфирового стекла в часах

Хрупкость

Минеральное

Однородная, будто литая структура выдерживает серьезные удары, раскалывается только при резком точечном воздействии. Если нужна повышенная устойчивость к ударам, то производители используют детали из плексигласа — прозрачного пластика, который достаточно легко поцарапать, но практически невозможно разбить.

Сапфировое

Кристаллическая структура менее устойчива к ударам. Чтобы уравнять характеристики, производители увеличивают толщину детали до 1,2–3 миллиметров. Такие часы расколоть сложнее.

Прозрачность и блики минерального и сапфирового стекла в часах

Прозрачность и блики

Новые часы внешне практически одинаковы — чистая полированная поверхность не искажает очертания циферблата. Но со временем разница между материалами становится заметна.

Читайте так же:
Хомуты строительные для лесов

Минеральное

На поверхности появляются микроскопические царапины и дефекты. Создается ощущение помутнения, которое можно устранить полировкой.

Сапфировое

Сохраняет идеальную чистоту на протяжении всего срока службы. Дефекты практически исключены, поэтому восстановление требуется крайне редко.

В обоих случаях для устранения бликов производители наносят внутреннее и наружное (реже) антибликовое покрытие. Дополнительный слой сохраняет четкую картинку даже на солнце, а сам под определенным углом создает переливающийся синий или фиолетовый оттенок.

Стоимость минерального и сапфирового стекла в часах

Стоимость

Минеральное

На порядок дешевле — в некоторых мастерских продаются турецкие или китайские детали за 200–500 рублей. Оригинальные изделия, разумеется, дороже.

Сапфировое

Даже при покупке продукции no name цена вырастает до 4–5 тысяч рублей. Стоимость выше за счет самого материала и сложности обработки — требуются специальные инструменты, оборудование.

Судить о престижности часов только по материалу прозрачной части не стоит. Некоторые недорогие бренды используют сапфир, а среди продукции известных швейцарских производителей есть модели с минеральным стеклом (например, Sevenfriday, Bomberg).

Текст: Максим Зайцев

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Двойная победа Omega: немного о новостях парусного спорта

На прошлой неделе в бухте Вайтемата новозеландского Окленда в 36-й раз был разыгран самый престижный яхтенный приз мира – Кубок Америки. Марка Omega победила “всухую”: она была не только официальным хронометристом 36-го Кубка Америки, но и партнёром победителя – команды Team New Zealand

Итоги 2020 года для марок: минус на минус, или Winners Take It All

Минус 21% в денежном и минус 33% в натуральном выражении – таковы итоги коронавирусного 2020 года для швейцарской часовой индустрии. Но если среднерыночные результаты стали известны ещё в январе, то теперь у нас появилась бесценная возможность посмотреть, как пережили сложнейший период отдельные марки

Patek Philippe Nautilus 5711: король Instagram пошёл под нож, что дальше?

Иногда известие о сворачивании производства имеет гораздо большую значимость, чем новость о запуске. И сегодня – тот самый случай. Ведь речь идет о, без преувеличения, культовой и мегавостребованной модели, положившей начало целому сегменту роскошных стальных часов

Часовые циферблаты: чёрный с белым не берите

Циферблат часто называют лицом часов: его вклад в создание первого впечатления очень велик. Располагая внушительным арсеналом техник отделки циферблатов, часовщики до сих пор редко используют такой мощный выразительный приём как цвет. “Часовой Алфавит” выбрал новинки 2020 года, порывающие с традицией осторожного отношения к цветам

GPHG-2020: наша ставка сыграла

12 ноября в Женеве, в “Театре Леман” в Fairmont Grand Hotel состоялось традиционное вручение статуэток Гран-при часового искусства 2020 года. Также по традиции — уже 3-летней — “Часовой Алфавит” провел трансляцию церемонии с русскоязычными комментариями. На этот раз ее могли смотреть и зрители сайтов kommersant.ru и forbes.ru

Omega Speedmaster Moonwatch “Silver Snoopy Award”: вездесущий пёсик Снупи и скрытая анимация

Omega оригинально отметила собственные и широко известные заслуги в освоении космоса. Вслед за моделями, посвященными высадке человека на Луну и драматическим происшествиям с астронавтами, в честь получения престижной космической награды она выпустила хронограф Speedmaster с анимированными элементами

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector