4.1.2.3 Свойства твердомера итбрв-187,5-м

Твердомер ИТБРВ-187,5-М разработан с учетом требований к точности, надежности и безопасности измерений. К его основным свойствам относятся:

• Стационарное исполнение, обеспечивающее устойчивость и жесткость конструкции.

• Механизированный рабочий цикл испытания с электроприводом автоматического приложения основной нагрузки.

• Возможность работы по методам Роквелла, Бринелля и Виккерса, что расширяет область применения.

• Наличие оптической системы измерения отпечатков по методам Виккерса и Бринелля, обеспечивающей точность измерений.

• Определение значения твердости по методу Роквелла по аналоговой стрелочной шкале.

• Наличие грузовой подвески с вилочным механизмом выбора нагрузки.

• Механизм регулировки высоты стола и горизонтального перемещения «Каретка-салазки» для удобства позиционирования образца.

• Электронная панель времени для точной выдержки нагрузки.

• Два вида осветителей для улучшения видимости области измерения.

• Наличие кнопки аварийного останова для безопасной эксплуатации.

• Соответствие требованиям ГОСТ 23677, МРСЕ.441118.016ТУ, что гарантирует качество и надежность прибора.

4.2 Методы измерения твердости

4.2.1 Историческая справка

Интерес к определению твердости материалов возник в глубокой древности, когда люди столкнулись с необходимостью сравнивать свойства различных камней и металлов для изготовления инструментов, оружия и других предметов. Однако систематическое изучение и измерение твердости началось значительно позже.

Шкала Мооса (1812): Одним из первых подходов к сравнительной оценке твердости стала шкала Мооса, предложенная немецким минералогом Фридрихом Моосом. Эта шкала является качественной и основана на способности одного минерала царапать другой. Минералы располагаются в шкале по возрастанию твердости от 1 (тальк) до 10 (алмаз). Шкала Мооса была важна для минералогии и геологии, но она не предоставляла количественных данных и не подходила для технических целей.

Метод Бринелля (1900): В начале XX века, с бурным развитием промышленности и машиностроения, возникла потребность в количественных методах определения твердости материалов. Шведский инженер Юхан Август Бринелль предложил метод, основанный на вдавливании стального шарика в поверхность материала с определенной нагрузкой. После снятия нагрузки измерялся диаметр отпечатка, и твердость определялась по эмпирической формуле. Метод Бринелля стал первым стандартизированным методом измерения твердости и был широко распространен для контроля качества металлов.

Метод Роквелла (1908): Метод Роквелла, разработанный австрийским инженером Людвигом Роквеллом, стал более удобной и быстрой альтернативой методу Бринелля. Метод Роквелла отличается от метода Бринелля использованием инденторов разных форм (алмазный конус или стальной шарик) и измерением глубины вдавливания, а не диаметра отпечатка. Метод Роквелла также позволяет использовать разные нагрузки и шкалы, что позволяет измерять твердость различных материалов, включая закаленные стали, мягкие металлы и полимеры.

Метод Виккерса (1921): В 1921 году британские инженеры Роберт Смит и Джордж Э. Сандленд предложили метод Виккерса, в котором в качестве индентора используется алмазный наконечник в форме четырехгранной пирамиды. Метод Виккерса позволяет измерять твердость на малых участках поверхности и подходит для широкого спектра материалов, включая тонкие покрытия, закаленные стали и керамику. Измерение твердости проводится путем измерения диагоналей отпечатка, и твердость рассчитывается по формуле. Метод Виккерса также считается одним из наиболее точных методов измерения твердости.

Дальнейшее развитие: Развитие методов измерения твердости не остановилось на этих основных методах. В XX и XXI веках были разработаны новые методы, включая методы микротвердости, ультразвуковые методы, а также методы измерения твердости при высоких и низких температурах. Современные твердомеры оснащаются электронными системами сбора и обработки данных, что повышает точность и скорость измерений.

Таким образом, история измерений твердости отражает развитие науки и техники, а также возрастающие требования к качеству и надежности материалов, используемых в различных отраслях промышленности и науки.