ZKOUŠKYZKOUŠKY TVRDOSTITVRDOSTI

--komplexní didaktické komplexní didaktické zpracování problémuzpracování problému

Definice tvrdostiDefinice tvrdosti

H… tvrdost (z anglického slova hardness)

e... elastické vlastnosti zkoušeného materiálu

P... plastické vlastnosti zkoušeného materiálu

F... velikost síly působící na vnikací těleso

T... tvar, rozměry a tvrdost vnikacího tělesa

t... tření mezi vnikacím tělesem a vzorkem

v... rychlost pohybu vnikacího tělesa

H H == f f ((ee,, P P,, F F,, T T,, t t,, v v))H H == f f ((ee,, P P,, F F,, T T,, t t,, v v))

Rozdělení Rozdělení metodmetodměření měření tvrdostitvrdosti

Rozdělení Rozdělení metodmetodměření měření tvrdostitvrdosti

Podle Podle principu:principu: vtiskové vrypové odrazové kyvadlové

Podle Podle principu:principu: vtiskové vrypové odrazové kyvadlové

Podle rychlosti Podle rychlosti zatěžování:zatěžování: statické dynamické

Podle rychlosti Podle rychlosti zatěžování:zatěžování: statické dynamické

Podle účelu měření:Podle účelu měření: zkoušky makrotvrdosti zkoušky mikrotvrdosti

Podle účelu měření:Podle účelu měření: zkoušky makrotvrdosti zkoušky mikrotvrdosti

dynamicko – elastické dynamicko – plastické

dynamicko – elastické dynamicko – plastické

Zkouška tvrdosti podle BrinellaZkouška tvrdosti podle Brinella

Tato metoda je vhodná pro:• lité, heterogenní materiály (grafitické litiny..) z důvodu velkého Ø kuličky a vysoké zátěžné F se tvrdost měří na

poměrně velké ploše a tím se snižuje riziko ovlivnění výsledku lokální chemickou a strukturní heterogenitou

• měkké slitiny (Al slitiny, dural, mosaz, bronz..),jednofázové i vícefázové

Pozn: • Norma stanovuje nejen zátěžnou F, průměry vnikacího tělíska,

ale také geometrické omezení vpichů (min. vzdálenost mezi dvěmi vpichy, min. vzdálenost prvního vpichu od okraje a min. tloušťku materiálu).

• Tvrdost se měří na seříznutých plochách, popř. na výbrusech• Tvrdost se určuje podle průměru vtisku vnikací kuličky

Zkouška tvrdosti podle VickerseZkouška tvrdosti podle Vickerse

Tato metoda se zejména hodí pro:• Velmi tvrdé a homogenní (jednofázové) materiály nedá se použít pro grafitické, heterogenní slitiny a pro lité materiály,

kde je nebezpečí staženin z důvodu tvaru vnikacího tělíska (diamantový jehlan)

• Vrstvy (cementační EHT, nitridační NHT..)

Pozn: • Norma stanovuje nejen zátěžnou F, průměry vnikacího tělíska,

ale také geometrické omezení vpichů (min. vzdálenost mezi dvěmi vpichy, min. vzdálenost prvního vpichu od okraje a min. tloušťku materiálu).

• Tvrdost se měří na seříznutých plochách, popř. na výbrusech• Jedná se o nejpřesnější metodu měření tvrdosti• Tvrdost se určuje podle průměrné délky úhlopříček vtisku

Zkouška tvrdosti podle RockwellaZkouška tvrdosti podle Rockwella

001,0100,

002,0130,,,,,

002,0100,,

hHRTHRN

hHRKHRHHRGHRFHREHRB

hHRDHRCHRA

001,0100,

002,0130,,,,,

002,0100,,

hHRTHRN

hHRKHRHHRGHRFHREHRB

hHRDHRCHRA

Tato metoda se zejména hodí pro:

Pozn: • Tvrdost se neměří, na základě hloubky vtisku se odečítá ze stupnice• Tato metoda je primitivní, nejméně přesná, rychlá• Touto metodou můžeme měřit tvrdost na povrchu materiálu na

jakémkoliv místě (hřídele..), nemusíme upravovat ani zarovnávat plochu

• 0,5 HR odpovídá 10 HV, což potvrzuje nepřesnost metody

Zkoušky mikrotvrdostiZkoušky mikrotvrdosti

Metoda Vickers

Metoda Knoop

2

1891,0d

FHV

2

1891,0d

FHV

2

4513,1L

FKHN

2

4513,1L

FKHN

Dynamicko – plastické metodyDynamicko – plastické metodyBaumannovo Baumannovo

kladívkokladívkoPoldi Poldi

kladívkokladívko

Tyto metody se zejména hodí pro:

• Velké a těžké odlitky Poldi i Baumannovo kladivo je přenosné

Pozn: • Jedná se o porovnávací metody (vtisk se porovnává s

etalonem, jehož tvrdost a chemické složení známe)

Shoreho skleroskopShoreho skleroskop DuroskopDuroskop

Dynamicko – elastické metodyDynamicko – elastické metody

Tyto metody se zejména hodí pro:

• Pryže, plasty• Tvrdé povrchy ocelí (po zpevňování povrchu…)• Tam, kde ostatní metody nefungují

pro svařitelné uhlíkové a uhlíko-manganové oceli:

smluvní mez kluzu: Rp 0,2 = 3,28 ∙ HV – 221

mez pevnosti (pro HV 100 ÷ 250): Rm = 3,3 ∙ HV – 8

mez pevnosti (pro HV 250 ÷ 400): Rm = 3,15 ∙ HV – 8

pro nejběžnější konstrukční materiály (nízkouhlíkové a nízkolegované oceli, litiny atd.):

mez kluzu: Re = (3,33 ÷ 5) ∙ HV (HB)

mez pevnosti: Rm = (2,86 ÷ 3,33) ∙ HV (HB)

VztahVztahyy mezi tvrdost mezi tvrdostíí a základními a základními materiálovými charakteristikamimateriálovými charakteristikami

***