Weryfikacja materiałów używanych podczas produkcji maszyn polega na wykonaniu różnych pomiarów, mających sprawdzić jakość danego metalowego elementu. Skale twardości Rockwella, Vickersa czy też Brinella służą do odczytywania rezultatów najpowszechniej używanych metod pomiaru. Tabele obejmują wyniki w jednostkach HRC, HB i HV.
Pomiar i skala twardości Brinella
Metoda ta została opracowana przez szwedzkiego inżyniera w 1900 roku. Wyniki określane są w tabeli w jednostkach HB od 3 do 650. Technika Johana Augusta Brinella należy do grupy statycznych metod penetracyjnych. Polega ona na tym, że do analizowanej próbki metalu zostaje wciśnięta kulka z węglików spiekanych. Średnica, czas obciążenia, a także siła docisku zależą od badanego materiału. Pomiar powstałego odcisku pozwala na określenie - za pomocą tabeli - danej wartości w jednostce HB.
Skala twardości Brinella ma fundamentalne znaczenie przy pomiarach stali. Metoda szwedzkiego inżyniera należy do prób niszczących i najczęściej stosuje się ją w przypadku odbioru materiałów hutniczych.
Skala twardości Vickersa
Tabela została opracowana na podstawie testu z 1924 roku opracowanego przez Smitha i Sandlanda w firmie Vickers Ltd. Pomiaru dokonuje się przy pomocy czworobocznego, foremnego ostrosłupa - wgłębnika, którego kąt wierzchołkowy ma 136°. Wgniata się go w analizowany materiał. Wartość wyznaczana jest ze stosunku siły obciążającej względem powierzchni odcisku. Skala twardości Vickersa wyraża dane w HV. Odczytuje się je po zmierzeniu przekątnej wgłębienia dla zastosowanego obciążenia.
Pomiar i skala twardości Rockwella
Metoda ta została opatentowana w 1914 roku. Polega ona na dwustopniowym wcisku diamentowego stożka o kącie wierzchołkowym wynoszącym 120° lub hartowanej kulki stalowej o średnicy 1/16”. Test składa się z fazy wstępnej F0 oraz głównej F. Skala twardości Rockwella wyraża wartości w HRC w przedziale 20–100. Metoda pozwala analizować zarówno materiały miękkie, jak i o większej twardości. Przy tym należy pamiętać, że warunki środowiskowe mogą mieć wpływ na miarodajność uzyskanego wyniku.
Wzorce Rockwella, Brinella, Vickersa przydadzą się w wielu sektorach metalurgicznych. Opisane metody pozwalają na uzyskanie ważnych wyników analitycznych, które mają przełożenie jakość procesu produkcyjnego.
Tabela twardości Brinella, Vickersa oraz Rockwella
Wytrzymałość na rozciąganie Rm [N/mm2] | Twardość Vickresa HV | Twardość Brinella HB | Twardość Rockwella HRC | Wytrzymałość na rozciąganie Rm [N/mm2] | Twardość Vickersa HV | Twardość Brinella HB | Twardość Rockwella HRC |
255 | 80 | 76 | – | 1155 | 360 | 342 | 37 |
285 | 90 | 86 | – | 1220 | 380 | 361 | 39 |
320 | 100 | 95 | – | 1290 | 400 | 380 | 41 |
350 | 110 | 105 | – | 1350 | 420 | 399 | 43 |
385 | 120 | 114 | – | 1420 | 440 | 418 | 45 |
415 | 130 | 124 | – | 1485 | 460 | 437 | 46 |
450 | 140 | 133 | – | 1555 | 480 | 456 | 48 |
480 | 150 | 143 | – | 1595 | 490 | 466 | 48 |
510 | 160 | 152 | – | 1665 | 510 | 485 | 50 |
545 | 170 | 162 | – | 1740 | 530 | 504 | 51 |
575 | 180 | 171 | – | 1810 | 550 | 523 | 52 |
610 | 190 | 181 | – | 1880 | 570 | 542 | 54 |
640 | 200 | 190 | – | 1955 | 590 | 561 | 55 |
675 | 210 | 199 | – | 2030 | 610 | 580 | 56 |
705 | 220 | 209 | – | 2105 | 630 | 599 | 57 |
740 | 230 | 219 | – | 2180 | 650 | 618 | 58 |
770 | 240 | 228 | 20 | – | 670 | – | 59 |
800 | 250 | 238 | 22 | – | 690 | – | 60 |
835 | 260 | 247 | 24 | – | 720 | – | 61 |
865 | 270 | 257 | 26 | – | 760 | – | 63 |
900 | 280 | 266 | 27 | – | 800 | – | 64 |
930 | 290 | 276 | 29 | – | 840 | – | 65 |
965 | 300 | 285 | 30 | – | 880 | – | 66 |
1030 | 320 | 304 | 32 | – | 920 | – | 68 |
1095 | 340 | 323 | 34 | – | 940 | – | 68 |