Co je tvrdoměr
Zkouška tvrdosti měří, jak se materiál brání vtlačování tvrdějším tělesem, a výsledek udává na stupnici. Je to nepřímé měření: u kovů volně koresponduje s pevností v tahu, je mnohem rychlejší než tahová zkouška a ve většině provedení zanechá jen malou stopu. Proto se tak široce používá při přijímací kontrole a jako kontrola po termickém zpracování.
Metoda rozhoduje víc než přístroj. Číslo tvrdosti bez stupnice neznamená nic, protože metody podle Rockwella, Brinella a Vickerse i odrazová metoda vtlačují jinak, měří jinak a dávají čísla, která si bez dohodnutého vztahu neodpovídají. Týž kus oceli dá jednu hodnotu na stolovém přístroji, jinou na přenosném odrazovém zařízení a třetí při zkoušce podle Vickerse - a všechny tři mohou na svých podmínkách platit.
Praktickým problémem výběru je tedy to, která metoda sedí dílu: jeho velikost, zda se dá nést ke stolovému stroji, zda lze připravit povrch, zda je přípustná viditelná stopa a co žádá rozhodující specifikace. Tato stránka se těmito otázkami zabývá a zabývá se i otázkou, kde přenosný přístroj platí jako náhrada za stolový stroj a kde ne.
Jak tvrdoměr měří
Stolová zkouška vtlačí definované tělísko do povrchu pod definovaným zatížením a výsledek změří. U metody podle Rockwella se hloubka vtlačení čte přímo a písmeno stupnice v sobě nese tělísko i zatížení - proto je odečet okamžitý a proto se stupnice vždy udává společně s ním. U metod podle Brinella a Vickerse se opticky změří otisk, který po vtlačení zůstane, a hodnota se přepočítá - je to pomalejší a otisk je větší, ale stav povrchu ovlivňuje výsledek mnohem méně.
Odečet nejčastěji kazí poměr tloušťky vzorku k hloubce otisku. Není-li pod tělískem dost materiálu, část zatížení přebírá kovadlinka a číslo vychází vysoko - a to je mylně kladný výsledek, nikoli zjevná chyba. Pravidlo minimální tloušťky, které je k každé metodě připojeno, proto existuje a ověřuje se proti výkresu, nikoli předpokládá.
Přenosné odrazové přístroje pracují na jiném principu: definované těleso se uhodí do povrchu a jeho odrazová rychlost se porovná s rychlostí nárazu. Na rozměrných dílech, které se nedostanou ke stroji, je to přímo k užitku, ale výsledek závisí na hmotnosti a tuhosti dílu, takže odečet z tenkého plechu není srovnatelný s odečtem z masivního odlitku. Přístroj svůj odraz převádí do jiných stupnic matematicky a ty převody mají meze, které se musí respektovat.
Možnosti konfigurace
Většinu specifikace určují tato rozhodnutí, nikoli třída přesnosti. Každé omezuje to další, proto se projednávají v pořadí.
| Konfigurace | Co je možno upravit | Co skutečně rozhoduje |
| Metoda zkoušky a stupnice | Stolové metody s jejich písmeny stupnic a přenosná odrazová metoda | Kterou stupnici jmenuje rozhodující specifikace a zda otisk, který na dílu zůstane, je přípustný. |
| Druh tělíska | Diamantový kužel, kalená kulička, diamantový jehlan a úderné těleso odrazové metody | Co přístroj vůbec může změřit. Některé kombinace tělíska a zatížení sedí tvrdým materiálům a jiné měkkým, a písmeno stupnice tu kombinaci nese. |
| Zkušební zatížení | Pevně dané stupnicí, nebo volitelné v rozsahu | Které stupnice přístroj pokryje a zda jeden stroj stačí na víc než jednu specifikaci. |
| Stolové, nebo přenosné provedení | Pevný stroj s podélným stolem a kovadlinkou, nebo ruční odrazový přístroj | Zda se díl vůbec dá přinést k přístroji a zda se musí měřit na místě. |
| Podpera vzorku a nejmenší tloušťka | Uspořádání kovadlinky a nejmenší průřez, který metoda připouští | Zda je odečet vůbec platný. Nedostatečně podepřený vzorek čte vysoko a pustí díl, který má propadnout. |
| Nároky na přípravu povrchu | Jaká jakost povrchu se od metody čeká a jaká příprava se na dílu provádí | Zda se musí počítat s časem na přípravu a zda je i samotná příprava přípustná na hotovém dílu. |
| Odečet a práce s daty | Přímé zobrazení a to, zda se odečty dají ukládat, průměrovat a přenášet | Zda se musí vyrábět záznam o šarži a zda se chtějí jednotlivé odečty, nebo statistický výsledek. |
| Doplňky pro ověřování | Referenční bloky odpovídající použité stupnici | Zda lze prokázat, že přístroj ukazuje správně - většina systémů jakosti to vyžaduje v definovaném intervalu. |
Jak vybrat: tvrdoměr
| Hledisko | Proč o výsledku rozhoduje | Jak si to ujasnit před poptávkou |
|---|
| Skupina materiálu | Kovy, plasty a elastomery mají různé stupnice a žádný přístroj nepokryje všechny tři | Uveďte materiál a specifikaci nebo normu, která zkoušku určuje. |
| Stupnice jmenovaná ve specifikaci | Číslo má význam jen se svou stupnicí a požadovaná stupnice určuje i přístroj | Uveďte stupnici i přijímací pásmo přesně tak, jak stojí na výkresu nebo v normě. |
| Velikost a hmotnost dílu | Masivní odlitek se nedá nést ke stolovému stroji a lehký díl se odrazovou metodou spolehlivě nezměří | Uveďte největší a nejmenší díly s přibližnou hmotností a tloušťkou stěny nebo průřezu. |
| Přístup ke zkušebnímu povrchu | Tělísko musí na povrch dosednout kolmo, proto bez přístupu k povrchu se měřit nedá | Popište geometrii a zda je k dispozici speciální kovadlinka nebo podpera. |
| Zda je přípustná viditelná stopa | Některé metody zanechají viditelný otisk, čímž se vylučují z použití na hotovém povrchu | Uveďte, zda díl jde po zkoušce do provozu, nebo na prodej. |
| Tloušťka v místě zkoušky | Pod minimem metody je odečet neplatný, nikoli jen přibližný | Uveďte tloušťku stěny nebo průřezu v místě, kde se má zkoušet. |
| Požadavek na záznam a ověřování | Dohledatelné referenční bloky a zaznamenané hodnoty může vyžadovat zákaznický systém jakosti | Řekněte, zda se žádají certifikáty nebo záznamy o šarži, a v jakém intervalu se přístroj ověřuje. |
Pokud něco z toho ještě není určeno, pošlete to, co znáte. Nabídku lze vydat i podle popisu měřicí úlohy a po doplnění údajů ji upřesnit.
Nejbližší alternativy
tvrdoměr: to jsou typy, o které u poptávky obvykle skutečně jde, a bod, kde se o výběru vážně rozhoduje.
| Nejbližší alternativa | Jak se liší od tvrdoměru |
| Zkušební stroje pro tahové zkoušky | Připravený vzorek roztáhnou až do přetržení a pevnost, prodloužení i modul pružnosti dají přímo. Zkouška je destruktivní, potřebuje obrobený vzorek a je mnohem pomalejší - ale měří samu vlastnost, nikoli její zástupce. Vyžaduje-li výpočet konstrukce nebo certifikace hodnotu z tahu, tvrdost ji nenahradí. |
| Zkušební stroje pro tlakové zkoušky | Působí zatížením, které vzorek drtí nebo deformuje, a to je rozhodující zkouška pro beton, obaly a díly z elastomerů. Odpovídá na to, kolik díl unese, nikoli jak je tvrdý jeho povrch. |
| Rázové zkušební stroje | Měří energii, kterou pohltí přetržení vrubovaného vzorku, takže jde o houževnatost, nikoli o odpor proti vtlačování. Dvě oceli se stejnou tvrdostí se mohou rázovým chováním dost lišit a zkouška tvrdosti ten rozdíl neodhalí. |
| Tloušťkoměry nátěrů | Měří tloušťku vrstvy na povrchu, nikoli vlastnost substrátu. Na povrchově upraveném dílu se často chtějí obě hodnoty, ale odpovídají na různé otázky a jedna nevykáže to, co druhá. |
| Drsnoměry | Udávají texturu povrchu v parametrech profilu, což určuje tření, těsnění a vzhled. Příprava povrchu ovlivňuje i odečet tvrdosti, proto ty dva přístroje tak často stojí na jednom stole. |
| Zkušební stroje materiálů | Obecné označení pro stroje, které zatěžují vzorek a pokrývají tah, tlak, ohyb i únavu v jednom rámu. Potřebuje-li laboratoř několik z těch zkoušek, zastoupí je univerzální stroj; tvrdost zůstává samostatnou, rychlejší a většinou nedestruktivní kontrolou. |
Tvrdost a houževnatost jsou dvojicí, které se nejčastěji zaměňují. Nestojí za sebe: povrchová úprava může tvrdost zvednout o dost, zatímco houževnatost materiálu nechá, kde byla, nebo ji sníží.
Co by měla obsahovat vaše poptávka
První odpovědí může být nabídka místo souboru otázek, pokud poptávka tyto údaje obsahuje. Pokud hodnota není známa, pošlete popis úkolu a my potvrdíme, co z něj plyne.
- Materiál a specifikace nebo norma, která zkoušku určuje
- Požadovaná stupnice a přijímací pásmo
- Největší a nejmenší díly s přibližnou hmotností
- Tloušťka stěny nebo průřezu v místě zkoušky
- Zda je zkušební povrch přístupný a jaký je jeho tvar
- Zda je přípustná viditelná stopa po zkoušce
- Zda se mají odečty zaznamenávat pro šarži
- Zda se vyžadují referenční bloky nebo doplňky pro ověřování
- Množství, přístav určení a požadovaný termín dodání
