W badaniach materiałowych twardość jest jednym z najczęściej analizowanych parametrów.
Najbardziej znane metody to Vickers Hardness (HV) i Rockwell C Scale (HRC) – każda z nich ma swoje zalety i jest stosowana do różnych typów materiałów.
W tym artykule wyjaśniamy:
- czym różnią się testy HV i HRC,
- jak przebiega ich pomiar,
- kiedy wybrać daną metodę,
- oraz jaką rolę odgrywają ścierniwa metaliczne (śrut kulisty, śrut łamany, drut cięty oraz śrut AMS) w testach i przygotowaniu powierzchni.
Czym jest badanie twardości?
Test twardości określa odporność materiału na odkształcenie, najczęściej przez wgniatanie.
To kluczowy parametr przy ocenie trwałości, odporności na ścieranie i wytrzymałości mechanicznej.
Dzięki badaniom twardości inżynierowie mogą dobrać odpowiedni materiał do konkretnego zastosowania – od elementów konstrukcyjnych po precyzyjne części maszyn.
Metoda Vickersa (HV)
W metodzie Vickersa w powierzchnię materiału wgniata się diamentowy ostrosłup o kącie 136° między przeciwległymi ściankami.
Po usunięciu obciążenia mierzy się wielkość odcisku i na tej podstawie oblicza wartość HV.
» Zalety metody HV:
- nadaje się do każdego rodzaju materiału – od bardzo twardych po miękkie,
- pozwala na ciągłą skalę twardości,
- doskonała do cienkich warstw i powłok,
- stosowana w mikrotwardości i badaniach laboratoryjnych.
Metoda Rockwella (HRC)
Test Rockwella polega na pomiarze głębokości wgniecenia po przyłożeniu dwóch obciążeń: wstępnego i głównego.
W skali HRC stosuje się diamentowy stożek, a wynik odczytuje się bezpośrednio jako wartość HRC.
» Zalety metody HRC:
- szybka i łatwa w wykonaniu,
- wymaga minimalnego przygotowania próbki,
- idealna do kontroli jakości i zastosowań przemysłowych,
- najczęściej używana do stali i metali o wysokiej twardości.
Kluczowe równice między HV, a HRC
| Cecha | Vickers (HV) | Rockwell (HRC) |
| Rodzaj wgłębnika | Diamentowy ostrosłup | Diamentowy stożek |
| Sposób pomiaru | Wielkość odcisku | Głębokość wgniecenia |
| Zakres materiałów | Uniwersalny - od miękkich po bardzo twarde | Głównie twarde metale |
| Zastosowania | Badania laboratoryjne, mikrotesty | Produkcja, kontrola jakości |
| Dokładność | Bardzo wysoka | Wysoka, szybka metoda przemysłowa |
Podsumowanie:
- HV - dla precyzji i powłok,
- HRC - dla szybkości i twardych materiałów
Jak wybrać odpowiednią skalę?
Wybór zależy od rodzaju materiału i celu badania:
- Dla cienkich powłok, mikrostuktur i szerokiego zakresu twardości → Vickers (HV).
- Dla twardych metali i szybkiej kontroli jakości → Rockwell (HRC).
- Dobrym rozwiązaniem jest też łączenie metod – HV dla szczegółowych analiz, HRC dla codziennej kontroli.
Rola ścierniw metalicznych w testach twardości
Właściwe przygotowanie powierzchni próbki ma ogromny wpływ na dokładność pomiaru.
W tym procesie pomagają ścierniwa metaliczne, które pozwalają uzyskać jednorodną, czystą powierzchnię:
- śrut kulisty (40–50 HRC) – do czyszczenia i usuwania zgorzeliny przy średniej twardości.
- śrut łamany (40–65 HRC) – agresywniejsze działanie, idealne do tworzenia profilu powierzchni.
- śrut cięty z drutu (40–55 HRC) – precyzyjne shot peening, zwiększające odporność zmęczeniową.
- śrut AMS (55–62 HRC) – dla aplikacji o najwyższych wymaganiach, np. w lotnictwie.
Wsparcie ekspertów
Dobór odpowiedniej metody twardości i właściwego ścierniwa może być wyzwaniem.
Dlatego warto skonsultować się ze specjalistami, którzy pomogą:
- dobrać odpowiedni sposób badania,
- zoptymalizować parametry procesu,
- poprawić jakość powierzchni i wiarygodność wyników.
Współpraca z ekspertami to gwarancja dokładnych pomiarów, powtarzalnych rezultatów i lepszej kontroli jakości.
