Твердоміри

Твердомір – спеціальний прилад для вимірювання твердості виробу, не руйнуючи структуру матеріалу. Твердоміри використовуються для перевірки твердості заготовок, що потрапляють на виробництво, для контролю якості вже готової продукції, в лабораторних дослідженнях конструкцій і матеріалів, при їх розробці, в машинобудівній і залізничній промисловості, дослідних центрах та інститутах, енергетичних галузях, тощо.

Залежно від різних параметрів заготовки, наприклад, розмірів, конструкції, властивостей матеріалу, для контролю твердості можуть бути використані стаціонарні або портативні твердоміри. Їх конструкція відрізняється, в залежності від використаного методу дослідження.

Портативні моделі використовують в тих випадках, коли неможливе застосування стаціонарних варіантів, наприклад, якщо деталі заготовки занадто великі, або ж через їх велику масу, коли об'єкт дослідження неможливо транспортувати в лабораторію.

Твердоміри складаються з кількох основних елементів:

• Корпус з обчислювальною електронікою. На ньому розміщенні елементи управління, дисплей для виведення результату вимірювання і відображення налаштувань. На стаціонарних варіантах може бути вмонтовано мікроскоп.
• Ковадло (для стаціонарних варіантів) – майданчик, на який встановлюється досліджуваний зразок.
• Датчик з індентором – елемент механічного впливу на зразок з реєстратором сили цього впливу. У портативних варіантах з'єднаний з корпусом гнучким проводом, або ж жорстко.

Корпус, ковадло і всі рухомі елементи стаціонарного твердоміра виготовляються, як правило, з металу або міцного пластику. Портативні пристрої практично всі пластикові з герметичним корпусом. Моделі, розраховані на використання в польових умовах, водонепроникні, і мають гумові накладки, які захищають прилад від ударів.

Різновиди твердомірів

Стаціонарні твердоміри. Мають великі габарити і вагу, використовуються в лабораторіях для проведення вимірювань з мінімальними похибками. Опціонально обладнані інтерфейсом для підключення до комп'ютера, мікроскопом і принтером для друку результатів дослідження.

Портативні (переносні) твердоміри. Прилади з невеликою масою і габаритами. Незважаючи на свої розміри, деякі малогабаритні твердоміри мають значний функціонал. Це і графічний дисплей, і детальне налаштування параметрів вимірювань, фотокамера і наявність знімна карта пам'яті для зберігання калібрування і результатів досліджень.

Вимірювання можуть проводиться за кількома шкалами одночасно, включаючи користувацькі варіанти та виконувати перерахунок між шкалами. Прилад живиться від звичайних батарейок, або ж вбудованого акумулятора.

Класифікація методів вимірювання твердості матеріалів, які лежать в основі роботи твердомірів:

• Статичні – група методів, що демонструють опір пластичної деформації. Індентор (алмазний наконечник, або ж сталева кулька), який поступово вдавлюється в поверхню матеріалу, після чого проводиться аналіз залишеного відбитка.
• Динамічні – група методів, що демонструють як опір деформації, так і пружність. Аналізується результат удару індентора об поверхню матеріалу.
• Непрямі – група методів, що дозволяють оцінити суміжні властивості матеріалу, наприклад, зміна частоти пропущеної звукової хвилі.