Что такое твердомер и как он работает?

Твердомеры – это инструменты для измерения твердости заготовок, деталей, прочих элементов. Они используются в различных отраслях, включая строительство, металлургию, энергетику, машиностроение, другие. С их помощью проверяют качество заготовок, поступающих на производство, а также готовой продукции. Их используют в исследовательских центрах, научных институтах, лабораториях, т.д. 

Способы измерения 

Твердость – это способность сопротивляться деформации при механическом воздействии, её измеряют различными методами:

Роквелла – под нагрузкой вдавливается алмазный конус или стальной шарик. Измеряется глубина вдавливания. Это обеспечивает скорость, не требует предварительной подготовки образца, предусматривает различные шкалы для разных материалов и твердости. Для точного результата поверхность должна быть гладкой. 

Бринелля – используется стальной или карбидный шарик, который под прессом вдавливается в испытуемую толщу. После снятия нагрузки измеряется диаметр отпечатка, а показатель рассчитывается по формуле, учитывающей величину вдавливающей силы и диаметр отпечатка. Такая методика применима при большой зернистости, крупных и толстых образцах. Однако это компенсируется длительностью, некоторым смягчением из-за неоднородности материала.

Виккерса – измеряется при помощи алмазного индентера с квадратным основанием, который вдавливается под определенным давлением. После снятия нагрузки измеряются диагонали полученного отпечатка, производится расчет по их среднему значению. Это подходит для всех типов образцов, включая тонкие пленки, при этом обеспечивается высокая точность, воспроизводимость. Процесс длительный, требует больше времени обработку данных, а образец следует тщательно подготовить. 

Шора – вдавливание пружинного индентера в анализируемую поверхность. Измеряют глубину, на которую индентер погружается под воздействием пружины. Способ широко применяется для мягких материалов, таких как резина и пластмассы, удобный, быстрый. Но он может давать неполные данные в зависимости от условий измерения, времени, температуры.

Каждый из способов имеет особенности, преимущества, недостатки. Выбор зависит от характеристик, требований к погрешностям, специфики применения.

Мобильность 

Устройства можно разделить на стационарные и переносные в зависимости от конструкции и области применения. 

Первые предназначены для установки на рабочем посту, как правило, используются в лабораториях, на производственных предприятиях, в научных исследованиях. 

Преимущества:

высокая точность стабильность, так как их конструкция позволяет минимизировать влияние внешних факторов;

более широкий диапазон – от металлургии до полимеров;

автоматизация – автоматические системы управления, анализа параметров;

возможность анализа больших образцов – позволяют работать с крупными и тяжелыми изделиями.

Оборудование невозможно использовать на выезде, оно занимает много места. 

Портативные компактные и легкие, предназначенные для работы в поле или на производственных площадках.

Достоинства:

мобильность – легкие и компактные, могут быть свободно перемещены и использованы в разных условиях;

простота в использовании – имеют простой интерфейс, позволяющий быстро приступать к работе;

удобство для выездных работ – подходят для инспекций, контроля качества и проверки готовой продукции на месте;

скорость – позволяют быстро получать информацию без необходимости длительной подготовки.

Они менее точные, т.к. подвержены воздействию внешних условий (неровная поверхность, температура и т.д.). Некоторые модели могут быть предназначены только для определенных материалов или диапазона твердости.

Выбор между стационарным и переносным устройством зависит от конкретных потребностей, целей использования. Если нужна высокая точность и анализ большого объема данных, лучше выбирать стационарный прибор. Если нужно проводить исследования на месте, то выбирайте переносные твердомеры.