Твердометрия

Твердость материала – это стойкость к разрушению при внедрении во внешний слой более твердого материала. Другими словами, способность к сопротивлению деформирующим усилиям (упругой или пластической деформации).

Механические свойства сварных соединений должны также удовлетворять требованиям норм допускаемых напряжений, которые устанавливаются техническими условиями, расчетами и стандартами. Так как при изготовлении сварных конструкций собственные напряжения растяжения в активных зонах швов достигают предела текучести, то растягивающие эксплуатационные нагрузки неизбежно вызывают в них пластическое удлинение. Надежная работа конструкций будет обеспечена, если сварные швы обладают достаточной способностью к пластическим удлинениям в условиях эксплуатации. Как правило, пластические свойства сварных швов должны быть не ниже пластических свойств основного металла. Таким образом, оценка механических свойств сварных соединений является неотъемлемой частью контроля качества и надежности технических устройств в процессе эксплуатации и продлении их срока службы.

Методы измерения твёрдости делятся на две основные категории: статические и динамические методы определения твёрдости.

Для инструментального определения твёрдости используются приборы, именуемые твёрдомерами. Методы определения твёрдости, в зависимости от степени воздействия на объект, могут относиться как к неразрушающим, так и к разрушающим методам.

В статических методах определение твердости металлов производится посредством внедрения в образец твердого тела, именуемого индентором. Роль индентора выполняет: металлический шарик высокой твердости; алмазный конус или пирамида. По размеру получившегося отпечатка определяют твердость материала. Данные методы из-за громоздкости оборудования и требованиям к образцам в основном применятся в исследовательских и металловедческих лабораториях разрушающего контроля, при расширенном исследовании механических свойств материалов. Наиболее распространённые методы и шкалы твердости – Бринелля (HB), Роквелла (HR), Виккерса (HV).

Динамическими методами твердость определяют по высоте или скорости отскока падающего бойка (так называемые склероскопы по методу Шора). Отдельно можно выделить ультразвуковые твердомеры, в которых происходит статическое нагружение колеблющегося на высокой частоте штока с индентором, а твердость измеряется по изменению частоты колебания. Приборы основанные на данных методах можно считать приборами неразрушающего контроля и позволяют оценить механические свойства материалов непосредственно на объекте контроля. Динамические твердомеры имеют возможность отображать результат измерения в различных шкалах.