Твердость - характеристика прочности материала в условиях сложно напряженного состояния, возникающего при внедрении индентора.
Внедрение индентора сопровождается большими пластическими деформациями в зоне испытания.
До настоящего времени нет точного определения твердости, как и единого метода ее измерения.
Существуют такие методы определения твердости: прочерчивание, динамические испытания, вдавливание индентора.
При динамических испытаниях твердость оценивается по высоте отскакивания ударного бойка или времени затухания колебаний маятника, опертого на испытуемый образец.
d | По Бринеллю | По Роквеллу | По Виккерсу | По Шору | ||
мм | HB | HRC | HRA | HRB | HV | HSh |
2,20 | 780 | 72 | 84 | - | 1124 | 106 |
2,25 | 745 | 70 | 83 | - | 1116 | 102 |
2,30 | 712 | 68 | 82 | - | 1022 | 98 |
2,35 | 682 | 66 | 81 | - | 941 | 94 |
2,40 | 653 | 64 | 80 | - | 868 | 91 |
2,45 | 627 | 62 | 79 | - | 804 | 87 |
2,50 | 601 | 60 | 78 | - | 746 | 84 |
2,55 | 578 | 58 | 78 | - | 694 | 81 |
2,60 | 555 | 56 | 77 | - | 650 | 78 |
2,65 | 534 | 54 | 76 | - | 606 | 76 |
2,70 | 514 | 52 | 75 | - | 587 | 73 |
2,75 | 495 | 50 | 74 | - | 551 | 71 |
2,80 | 477 | 49 | 74 | - | 534 | 68 |
2,85 | 461 | 48 | 73 | - | 502 | 66 |
2,90 | 444 | 46 | 73 | - | 474 | 64 |
2,95 | 429 | 45 | 72 | - | 460 | 62 |
3,00 | 415 | 43 | 72 | - | 435 | 61 |
3,05 | 401 | 42 | 71 | - | 423 | 59 |
3,10 | 388 | 41 | 71 | - | 401 | 57 |
3,15 | 375 | 40 | 70 | - | 390 | 56 |
3,20 | 363 | 39 | 70 | - | 380 | 54 |
3,25 | 352 | 38 | 69 | - | 361 | 53 |
3,30 | 341 | 36 | 68 | - | 344 | 51 |
3,35 | 331 | 35 | 67 | - | 334 | 50 |
d – диаметр отпечатка, мм, при испытании твердости стали и чугуна по методу Бринелля при диаметре
шарика D = 10мм и нагрузке Р = 3000кгс.
Типичные значения твердости по Бринеллю для различных материалов.
Материал | Твердость |
Мягкое дерево (сосна) | 1.6HBS 10/100 |
Твердое дерево | от 2,6 до 7.0 HBS 10/100 |
Алюминий | 15 HB |
Медь | 35 HB |
Дюраль | 70 HB |
Мягкая сталь | 120 HB |
Нержавеющая сталь | 250 HB |
Стекло | 500 HB |
Инструментальная сталь | 650-700 HB |
Шкалы твёрдости по Роквеллу
Существует 11 шкал определения твердости по методу Роквелла (A; B; C; D; E; F; G; H; K; N; T), основанных на комбинации «индентор (наконечник) — нагрузка». Наиболее широко используются два типа инденторов: шарик из карбида вольфрама диаметром 1/16 дюйма (1,5875 мм) или такой же шарик из закалённой стали и конический алмазный наконечник с углом при вершине 120°. Возможные нагрузки — 60, 100 и 150 кгс. Величина твёрдости определяется как относительная разница в глубине проникновения индентора при приложении основной и предварительной (10 кгс) нагрузки.
Для обозначения твёрдости, определённой по методу Роквелла, используется символ HR, к которому добавляется буква, указывающая на шкалу, по которой проводились испытания (HRA, HRB, HRC).
Наиболее широко используемые шкалы твёрдости по Роквеллу
Шкала | Индентор | Нагрузка, кгс |
А | Алмазный конус с углом 120° при вершине | 60 |
B | Шарик диаметром 1/16 дюйма из карбида вольфрама (или закалённой стали) | 100 |
C | Алмазный конус с углом 120° при вершине | 150 |