Pomiary twardości

Twardość to wielkość opisująca odporność materiału na miejscowe odkształcenie plastyczne lub zarysowanie, a jej wartość przekłada się na podatność elementu na zużycie, erozję i obróbkę skrawaniem. Skuteczna kontrola tego parametru ma kluczowe znaczenie w metalurgii, motoryzacji, lotnictwie i przemyśle narzędziowym, ponieważ od odpowiedniego doboru i weryfikacji materiałów zależy trwałość oraz niezawodność wyrobów pracujących w wymagających warunkach.

W praktyce inżynierskiej korzysta się z kilku metod badawczych, które można podzielić na grupy. Statyczne próby wgłębnikowe, takie jak Brinella, Vickersa czy Rockwella, polegają na odciskaniu twardego wgłębnika pod zadanym obciążeniem i pomiarze wielkości odcisku. Dynamiczne metody odbiciowe, kojarzone najczęściej z przenośnymi twardościomierzami Leeba, oceniają prędkość odbicia bijaka od badanej powierzchni i sprawdzają się przy dużych, nieporęcznych detalach, choć tutaj popularność zyskują bardziej precyzyjne twardościomierze przenośne pracujące w oparciu o metody statyczne. Z kolei mikro‑ i nanotwardość to odmiana klasycznej próby Vickersa z bardzo małymi siłami, która umożliwia analizę cienkich warstw towarzyszących nawęglaniu, azotowaniu czy nakładaniu powłok PVD i DLC. Dobór właściwej techniki uwzględnia rodzaj materiału, grubość próbki, przewidywany zakres twardości oraz warunki pomiarowe, a prawidłowe przygotowanie powierzchni badanego obiektu i kalibracja przyrządu przesądzają o wiarygodności wyniku.

W tej sekcji blogowej przybliżamy poszczególne metody pomiaru twardości, wskazujemy ich mocne strony i ograniczenia oraz pokazujemy, jak interpretować wyniki w odniesieniu do wymagań normowych i potrzeb produkcji. Czytelnicy znajdą tu praktyczne wskazówki, które ułatwią wybór optymalnej pod względem określonych wymagań procedury badawczej i pozwolą lepiej ocenić właściwości materiałów w codziennej pracy w kontroli dostaw, działów jakości, laboratoriów i biur konstrukcyjnych.