Меню

Как измерить закалку стали



Механические методы определения твердости.

Твердость материала – это способность оказывать сопротивление механическому проникновению в его поверхностный слой другого твердого материала. Она определяется величиной нагрузки необходимой для начала разрушения материала. Твердость делится на относительную и абсолютную. Относительная твердость – это твердость одного материала по отношению к другому. Абсолютная твердость определяется с помощью методов вдавливания.

Твёрдость зависит от множества факторов. Среди них: межатомные расстояния вещества, валентность, природа химической связи, хрупкости и ковкости материала, гибкости, упругости, вязкости и других качеств.

Наиболее твёрдыми из существующих на сегодняшний день материалов являются две аллотропные модификации углерода — лонсдейлит, который твёрже алмаза в полтора раза и фуллерит с превышением твёрдости алмаза в два раза. Однако среди распространённых веществ по-прежнему самым твёрдым является алмаз.

Для измерения твёрдости существует несколько шкал (методов измерения). Для разных материалов они будут разными. Для измерения твердости металлов применяются методы:

Метод Бринелля — твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка.

Существуют два вида методов расчета твердости:

По методу восстановленного отпечатка твёрдость рассчитывается как отношение приложенной нагрузки к площади поверхности отпечатка:

,

  • — приложенная нагрузка, H;
  • — диаметр шарика, мм;
  • — диаметр отпечатка, мм.

По методу невосстановленного отпечатка твёрдость определяется как отношение приложенной нагрузки к площади внедрённой в материал части и ндентора :

,

где — глубина внедрения индентора, м м .

Единицами измерения являются кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твёрдость, англ.), B — Бринелль. Это одни из самых старых методов, применявшиеся еще в XIX веке.

Метод Роквелла — твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, обозначается HR, где H – hardness, а R — Rockwell. Твёрдость вычисляется по формуле HR = 100 − kd, где d — глубина вдавливания наконечника после снятия основной нагрузки, а k — коэффициент. Таким образом, максимальная твёрдость по Роквеллу соответствует HR 100. 3-й буквой в обозначении идёт наименование типа шкалы, напр. HRA, HRB, HRC и т.д. Для ножей твердость определяется по шкале HRC, которая фактически заканчивается на 70 единицах, так как большая твердость ножа не позволяет им полноценно пользоваться из-за снижения ударной вязкости, повышения хрупкости и т.д. Эта система была самой распространенной в XX веке.

Твердость по методу Роквелла можно измерять:

1) Алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Твердость измеряется по шкале С и обозначается HRC (например, 62 HRC). Метод позволяет определять твердость закаленной и отпущенной сталей, материалов средней твердости, поверхностных слоев толщиной более 0,5 мм;

2) Алмазным конусом с общей нагрузкой 60 кгс. Твердость измеряется по шкале А, совпадающей со шкалой С, и обозначается HRA. Применяется для оценки твердости очень твердых материалов, тонких поверхностных слоев (0,3 … 0,5 мм) и тонколистового материала;

3) Стальным шариком с общей нагрузкой 100 кгс. Твердость обозначается HRB и измеряется по шкале B. Так определяют твердость мягкой (отожженной) стали и цветных сплавов.

При измерении твердости на приборе Роквелла необходимо, чтобы на поверхности образца не было окалины, трещин, выбоин и др. Необходимо контролировать перпендикулярность приложения нагрузки к поверхности образца и устойчивость его положения на столике прибора. Расстояние отпечатка должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при вдавливании шарика. Твердость измеряется не менее 3 раз на одном образце, затем выводится среднее значение. Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.

Метод Виккерса — самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.). При испытании твердости по методу Виккерса, в поверхность материала вдавливается алмазная четырехгранная пирамида с углом. После снятия нагрузки вдавливания измеряется диагональ отпечатка. Число твердости по Виккерсу обозначается символом HV с указанием нагрузки P и времени выдержки под нагрузкой, причем размерность числа твердости (кгс/мм2) не ставится. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой для сталей 10 – 15 с, а для цветных металлов – 30 с. Преимущества метода Виккерса по сравнению с методом Бринелля заключается в том, что методом Виккерса можно испытывать материалы более высокой твердости из-за применения алмазной пирамиды.

Читайте также:  Измерение плотности тела с помощью цилиндра

Твёрдость по Шору (Метод вдавливания) — твёрдость определяется по глубине проникновения в материал специальной закаленной стальной иглы (индентора) под действием калиброванной пружины. В данном методе измерения используется прибор — дюрометр. Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульных материалов (полимеров). Метод Шора, предполагает 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты A (для мягких материалов) или D (для более твердых). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается буквой используемой шкалы, записываемой после числа с указанием метода. В качестве примера, можно привести резину в покрышке колеса легкового автомобиля, которая имеет твердость примерно 70A, а школьный ластик — примерно 50A.

Твёрдость по Шору (Метод отскока) — метод определения твёрдости очень твёрдых материалов, преимущественно металлов, по высоте, на которую после удара отскакивает специальный боёк, падающий с определённой высоты. Твердость по этому методу Шора оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка. Обозначается HSx, где H — Hardness, S — Shore и x — латинская буква, обозначающая тип использованной при измерении шкалы.

Метод Либу (твердомеры)

Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности. Обозначается HL, где H — Hardness (твёрдость, англ.), L — Leeb (Либ, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа датчика, напр. HLD, HLC и т.д. При использовании данного метода падающий нормально к поверхности исследуемого материала боек сталкивается с поверхностью и отскакивает. Скорость бойка измеряют до и после отскакивания. Предполагается, что боек не подвергается необратимой деформации.

Метод Аскер — твёрдость определяется по глубине введения стальной полусферы под действием пружины. Используется для мягких резин. По принципу измерения соответствует методу Шора, но отличается формой поверхности щупа. Аскер использует полусферу диаметром 2.54 мм.

Метод Кузнецова — Герберта — Ребиндера — твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл.

Метод Польди (двойного отпечатка шарика) — твердость оценивается в сравнении с твердостью эталона, испытание производится путем ударного вдавливания стального шарика одновременно и в образец, и в эталон.

Шкала твёрдости минералов Мооса (склерометры царапающие) – метод определения твёрдости минералов путём царапания одного минерала другим, для сравнительной диагностики твёрдости минералов между собой по системе мягче-твёрже. Испытываемый минерал либо не царапается другим минералом (эталоном Мооса или склерометром) и тогда его твёрдость по Моосу выше, либо царапается — и тогда его твёрдость по Моосу ниже. Шкала Мооса — опредедяет, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый материал, и какой материал из десяти стандартных минералов царапается тестируемым материалом.

Источник

как измерить твердость стали народными способами

Собственно САБЖ
Конечно понимаю что надфиль не берет, значит больше 60
стекло царапает значит, больше 62(с), но ведь есть и меньше 60, причем рабочий клинок получится и ведь для некоторых марок сталей данная твердость предпочтительней. А допустим начинающие энтузиасты просто недокаливают сталь(ну не получается). В этой связи кто нибудь может посоветовать простые способы измерения твердости в домашних условиях, но в более широком диапазоне хотя бы 56-62

«надфиль берет легко» — «надфиль еще берет» — «надфиль не берет» — «стекло царапает с трудом» — «стекло царапает уверенно» — «стекло царапает с хрустом и обильной крошкой»

Еще есть пособ аналогичный определению твердости по Моосу: взаимное царапание с эталонными клинками. Особенно пригоден для определения нижней границы пригодности: если китайский кухонник не царапает испытуемый клинок, то ништяк — 55HRC наберется.

В граничащих областях, начиная с 58 и примерно до 62 довольно несложно определить с помощью качественного нового надфиля (не алмазного), но тоже нужен определенный опыт. А вот что ниже 57-55 довольно сложно, даже затрудняюсь что сказать. Может сравнивать с виксом и опинелями из нержи? Там все таки стабильно 53-54ед.

Сорри за ОФФ, а на Виксах какая сталька, кто знает?

Просьба не флудить, офф не приветствуется, думаю сама тема интересна не только мне.

Если у кого еще мысли есть по поводу темы не стесняемся выкладываем.

Если кто знает твердость каких нибудь широко распространенных вещей у которых она стабильно, то тоже можно поделиться инфой.

мне вот с надфилями не совсем ясно.. я раньше серейтор на быстрорезе р6м5 надфилем делал, точнее надфилями и долго, но делал, так что мех полотно меньше 60?

НЕ алмазный качественный надфиль имеет твердость 63-64ед. Рабочая твердость р6м5 такая же. Если вы обрабатывали ее, и долго, она должна иметь тв. не более 57ед. иначе надфиль попросту бы сел через полминуты.

так что мех полотно меньше 60?

Сорри за ОФФ, а на Виксах какая сталька, кто знает?

WeS
Сорри за ОФФ, а на Виксах какая сталька, кто знает?

Твёрдость?
Кухонники 53-55, так написано.

Читайте также:  Измерение температуры мультиметром dt 838

они таки садились! и очень быстро, но грызли мал мал, по тому и засмущался, как это называть-берёт надфиль или не берёт.(долго в том смысле, что очень медленно)
спасибо за разъяснения

С Бокеревской 440С закаленной на 58ед. практически работать уже невозможно — надфиль быстро садится.

Итак небольшой подитог: на надфиль полагаться не совсем корректно т.к. разброс твердости может составлять от 60 до 70. Обычный не алмазный надфиль всё же имеет твердость 63-64 и должен в этом случае царапать стекло.

Можно попробывать виксом или опинелем, у которых стабильно 53-54ед.

Всё так или у кого еще мнения. высказываемся

GAU-8A
В граничащих областях, начиная с 58 и примерно до 62 довольно несложно определить с помощью качественного нового надфиля

надфиль грызет сталь по-разному в зависимости от износа.

почему нового и как определить?

Уважаемые!ИМХО имеется:
Многие из вас замечали-один лист стекла после алмаза-стеклореза режется(ломается по царапине) ровно, легко, другой же норовит трещину в бок направить-куда угодно только не по царапке(так называемое перекаленное стекло)?На работе, на тарированном твердомере проверяли-перекаленное стекло царапается железкой шлифованной на конус около60 градусов начиная с 62-64 единиц, уверенно, царапина глубокая, мелькие чешуёвинки стеклянные отлетают от линии реза;не «калёное»-уверенно царапается с 57-58 единиц с обламыванием даже по волнистой линии весьма уверенным(видимо такое подбирают продавцы китаёзных «чудо-стеклорезов»-ролики с пары таких показали 57-58 HRS возле рк.)Всё это ИМХО проверенное на приборчиках.

Есть несколько варварский способ — «ударный» (не факт что это работает, но мне кажется должно), просто делаю удар уголком-ребром интересуемой стали об уголок-ребро стали известной твердости (углы дожны быть одинаковые , допустим 90градусов). Затем делаю осморт, на какой стали осталась зарубка — эта сталь мягче. Если иметь допустим три образца известной твердости, тогда можно получить не плохой результат. Данный метод плох для готовых ножей, ибо становиться по-истене варварским. Для себя знаю, что хорошо закаленная и отпущенная 40Х13 это никак не больше 54единиц; тоже самое для 95Х18 — 57, ну с натягом 58 единиц; есть полотно от ножа для электофуганка (стальУ8) — точно 59 единиц. Надо бы подобрать что-то в районе 61ед. (надо попробовать кусок ШХ на работу отнести ).
Если я не прав, буду рад за наставление на путь истенный (надфиль и стекло тож пользую).

Для себя знаю, что хорошо закаленная и отпущенная 40Х13 это никак не больше 54единиц; тоже самое для 95Х18 — 57, ну с натягом 58 единиц; есть полотно от ножа для электофуганка (стальУ8) — точно 59 единиц.

С Бокеревской 440С закаленной на 58ед. практически работать уже невозможно — надфиль быстро садится.

Udod, прошу понять меня правильно, то что напишу далее — не для спора, а только лишь истины ради, ну, если угодно, или приближения к ней.
Выжать конечно можно, но это уже нарушение т.о., а оно как известно берется не с бухты барахты, а с учетом хим-состава стали и ничего кроме как ухудшения на выходе конечного продукта за собой повлечь не может.
Ни сколько не сомневаюсь, что например сталь на Виксе (54ед.) можно закалить и на 58ед., а сталь Х12мф и на 64ед. и.т.д. последствия этого не трудно представить.

Блин! что кроме стекла и надфиля ни чего нет?
Ну скажем как определить закалилась заготовка или нет, а то может там вообще 40 ед.
Или вот возьмем к примеру корпуса замков навесных, у многих они чугунно литые, может по ним заготовкой стучать и смотреть на зазубрины. Если нет готовых способов их надо самим придумать и проверить, так что велкам, выкладывайте идеи

Бутылка — лучший друг термиста.

Но бутылко — оно разное бывает, например, Кронидура при 59-60 бутылку из под Старопрамена царапает уверенно и с хрустом а по Старому мельнику елозит едва цепляя. Наши бытылки — самые твердые в мире :-))

В общем и целом, имея некоторое количество предметов с известными свойствами можно достаточно точно определить твердость своего ножа.

Alan_B
В общем и целом, имея некоторое количество предметов с известными свойствами можно достаточно точно определить твердость своего ножа

Balllu
Вот и идея в том чтоб эти предметы выявить желательно массового производства и легко доступные в народе, а еще лучше те которые почти у каждого человека дома есть

У меня для этого есть несколько ножей со следами старика Роквелла 😛
Более умного ничего не смог придумать.

Читайте также:  Прибор для измерения давления показывает разные значения

http://www.tverdomer.ru/about/museum/ Обратите внiмание на набор надфилей с разноцветными ручками. Видел в продаже, помоему на кнайфворкс, не уверен.

Выжать конечно можно, но это уже нарушение т.о., а оно как известно берется не с бухты барахты, а с учетом хим-состава стали и ничего кроме как ухудшения на выходе конечного продукта за собой повлечь не может

Автором темы флуд не приветствуется и если он сочтет нужным, то мое сообщение. можно на помойку.
А теперь по кузнецам-экспертам (!). Вокруг да около можно ходить до второго пришествия. В контексте вашего первоначального утверждения. будьте добры указать более конкретно, сколько и из чего можно выжать, без потери в тех или иных характеристиках? Желательно с указанием марки стали и твердости.

будьте добры указать более конкретно, сколько и из чего можно выжать, без потери в тех или иных характеристиках?

Все, спасибо, понял, что вы имели в виду.

Добрый день!
1. Если есть гидропресс на 1000-1500 кгс и шарик от подшипника то можно себе устроить «прибор Бринелля» 😊 . При должной калибровке (с участием образцов-свидетелей и исправного прибора заводского изготовления) и подборе шариков с однообразными мех. св-вами и размерами можно мерять твердость до

380-400 НВ с точностью в
+-(8-10ед). Подобный прием часто применялся в 1950-60 г.г на многих МТС где была термичка и преcс для запрессовки различных втулок, подшипников и т.п.

При особом желании можно лазером 😀 отгравировать увеличительное стекло и поиметь себе шаблон для измерения твердости по методу Бринелля.

2. Если есть точило то примерную твердость изделия можно определить имея образцы-свидетели и абразивные круги. Берем изделие и подвергаем его абразивной обработке на «таком-то» режиме(ну НЕ знаю я, что у Вас за точило 😀 ) с применением «такого-то»(см. выше 😊 ) инструмента определенное время. Потом определяем объем снятого металла. Делаем выводы о механических свойствах испытуемого материала. Это как бы обратный вариант измерения абразивной способности кругов. Тем более что «хорошие» круги в.т.ч. на металлической связке можно достать чаще чем «хорошие» надфиля (по крайней мере там, где я живу). И, опять же, металл снимает машина а не руками напрягаться 😊 .
ЗЫ: На машинах трения определяют твердость в т.ч. сверхпрочных или очень твердых но хрупких материалов(напр. композит 05, композит 10), испытание которых по другим методам невозможно из-за порчи образца либо индентора.

3. Идиотский вариант, — пойти и купить электронный твердомер. 😀 😀 😀 Стоит сия машинка около 1000 уё (+ они быстро дешевеют т.к модельный ряд обновляется и можно найти б/у машику в хорошем состоянии). Если для серьезного дела надо — то лучше взять.

Хорошие способы. Но
1. Если удается определить твердость клинка по Бринелю ,имхо, клинок можно выкидывать (ну или перекаливать.)
2. Второй способ еще лучше. Убить на точиле клинок к чертям ,чтобы узнать какой он был твердости до того ,как перестать быть клинком. 😞 😀

Дык моя не кустарь. Моя анжинер-завод-делать не менее 2 детали 😀 .
Тем более там везде вроде про образцы-свидетели говорилось. Зачем ВЕСЬ клинок убивать? Или еще можно испытать часть лезвия, никоим образом не относящуюся к режущей кромке. Есть масса вариантов 😊 .
А топикстартер спрашивал тем более и про случаи, когда материал закален на сорбит (30-40 HRC) вместо закалки на мартенсит.
Вообще культура производства рулит 😀 😀 😀
ЗЫ: А вдруг топикстартер найдет шарики из твердого сплава. Ну и будет мерять по Бринеллю. По шкале HBW. Оно ничем не хуже чем измерение твердости по Роквеллу. И будет ему счастье 😛 .
ЗЫЫ: Или вдруг топикстартер ВДРУГ 😊 найдет бесхозный 😊 😊 😛 феррохром. Пораскалывает его на зерна диаметром

5-6 мм, обкатает их и тоже будет радоваться 😀 . Тем более в профайле написано Новокузнецк 😊 .

Да у нас уже все заводы по растащили 😞
ну почти все

Источник