Test Methodes

Er zijn vier belangrijke standaard testmethoden voor het meten van de hardheid van metalen en kunststoffen. Brinell, Vickers, Knoop en Rockwell. Om praktische en ijktechnische redenen is elk van deze methoden onderverdeeld in diverse schalen, die een combinatie van toegepaste belasting (kracht) en indringingsgeometrie of diepte bewerkstelligen. Selecteer een van de onderstaande testmethoden voor meer details.

3 / 4

Vickers Hardheidsmeter

INNOVATEST volautomatische of manuele Vickers hardheidsmeters, Made in The Netherlands, marktleiders in innovatie en topkwaliteit.

Om de hardheid van kleinere componenten en dunnere materialen te meten, werd in 1924 door Smith en Sandland bij de Britse vliegtuigbouwer Vickers Ltd. de Vickers hardheidstest ontwikkeld als een alternatief voor de Brinell-methode die gebruik maakt van hoge krachten.

De methode is momenteel gedefinieerd in ISO 6507-1:2018 & ASTM E92-17.

De Vickers test is vaak gemakkelijker uit te voeren dan de Brinell test, omdat de vereiste berekeningen onafhankelijk zijn van de grootte van het indringlichaam (indenter) en de indenter kan worden gebruikt voor alle materialen, ongeacht de hardheid.

Bij de Vickers-hardheidstest wordt een diamanten vierzijdige piramide met een tophoek van 136° in het te meten object gedrukt met een kracht F. De kracht wordt binnen 2 tot 8 seconden opgebouwd en vastgehouden gedurende 10 tot 15 seconden.  Na het wegnemen van de kracht worden de beide diagonalen (d1 en d2) opgemeten met behulp van een meetmicroscoop.

Hoe worden de hardheidstestnummers van Vickers gerapporteerd tijdens het uitvoeren van een hardheidstest?

Door het weggedrukte oppervlak te bepalen, kan men met behulp van een formule de bijbehorende hardheidswaarde worden bepaald. Deze waarde wordt uitgedrukt in “hardheid volgens Vickers” (HV).

Vickers meetwaarden worden gerapporteerd als xxxHVyy, b.v. 440HV30, of xxxHVyy/zz als de duur van de kracht verschilt van 10s tot 15s, bijvoorbeeld 440HV30/20, waarbij:
440 het hardheidsnummer is,
HV geeft de hardheidsschaal (Vickers),
30 geeft de gebruikte belasting in kgf aan.
20 geeft de verblijftijd (dwell time) als die verschilt van 10s tot 15s of afwijkt om specifieke materiaal vereisten.

Voor welke doeleinden worden Vickers-hardheidsmetingen gebruikt?

Vickers waarden zijn over het algemeen onafhankelijk van de testkracht: ze zullen hetzelfde uitkomen voor 500gf en 50kgf, zolang de kracht ten minste 200gf is. De meetwaarde is niet echt een echte eigenschap van het materiaal en is een empirische waarde die moet worden gezien in combinatie met de gebruikte experimentele methoden (testkracht) en hardheidsschaal. Bij het uitvoeren van een Vickers hardheidstest moet de afstand tussen de indrukkingen meer dan 3x de diameter van de (voorgaande) indrukking bedragen.

HV formule voor correcte berekeningen;
HV = 1.854(F/D2)

Alle Vickers modellen bekijken

 

 

 

 

 

Vickers hardness tester

Rockwell hardheidsmeter

De Rockwell testmethode, zoals gedefinieerd in ISO 6508 & ASTM E-18, is de meest gebruikte methode om de hardheid van een materiaal te bepalen en is geschikt voor bijna alle metalen en tot op zekere hoogte ook voor kunststoffen.
INNOVATEST Rockwell hardheidsmeters, wereldwijd het grootste assortiment. Innovatieve designs, Made in The Netherlands, top service!

De Rockwell methode meet de permanente diepte van de indrukking die wordt geproduceerd door een kracht/belasting op een indringlichaam (indenter). De Rockwell test is over het algemeen gemakkelijker uit te voeren en sneller dan andere hardheidsmeetmethoden. Het belangrijkste voordeel van de Rockwell hardheidsmeting is de snelheid van het testen en de mogelijkheid om de hardheidswaarden direct na het binnendringen van het materiaal weer te geven de calculatie van de waarde is in feite vrijwel realtime.

De Rockwell-hardheid wordt bepaald door het aan brengen van een voorbelasting (pre-load)  gevolgd door de hoofd belasting (main-load) om de totale vereiste testbelasting (kracht in kgf) te bereiken. De voorbelasting geeft de nul- of referentiepositie aan waarbij kleine oneffenheden in het materiaal of het niet goed aanliggen van het werkstuk op de testtafel geëlimineerd worden. Dit vormt dan ook het geijkte ‘’nul’’ punt van de meting. De hoofdbelasting wordt additioneel aangebracht voor een vooraf bepaalde tijd (verblijftijd/dwelltime) en vastgehouden om een elastisch herstel mogelijk te maken. Vervolgens wordt de grote belasting verwijderd, terwijl de kleine belasting behouden blijft. Aansluitend wordt de dieptemeting in microns uitgevoerd, waarbij 1 Rockwell punt gelijk staat aan 0,002mm indringdiepte.

Alle Rockwell modellen bekijken

 

Rockwell hardness tester

Brinell Hardheidsmeter

De Brinell-hardheidstest is de oudste toegepaste meetmethode voor hardheidsmeting die vandaag de dag nog algemeen gebruikt wordt.
INNOVATEST Brinell hardheidsmeters, volautomatisch, semi-automatisch of manueel. Brede keuze, Made in The Netherlands, Top kwaliteit!

De methode werd in Zweden uitgevonden door Dr. Johan August Brinell rond 1900. De test wordt vaak gebruikt om de hardheid te bepalen van gietstukken en smeedstukken waarvan de metaalkorrelstructuur te grof is voor het nauwkeurig testen meten met de  Rockwell of Vickers methode.

Bijna alle metalen kunnen met de Brinell test worden getest door eenvoudigweg de kogelgrootte en de testkracht te variëren.

Zolang de verhouding tussen de kogelgrootte en de testkracht constant blijft, worden de resultaten als nauwkeurig beschouwd.

De resultaten van de Brinell hardheidstest worden uitgebreid gebruikt in de industrie als basis voor de acceptatie van controles op commerciële leveringen van gietstukken en metalen en voor de kwaliteitscontrole in het algemeen. Deze resultaten correleren met kenmerken van metaal zoals: vervormbaarheid, treksterkte, slijtvastheid, enz.

De Brinell test is een vervormingshardheidstest die bestaat uit twee stappen:

In de eerste stap wordt het indringlichaam (indenter) in contact gebracht met het testexemplaar door loodrecht op het oppervlak een gespecificeerde testkracht uit te oefenen. De testkracht wordt gedurende de opgegeven tijd (dwell time) vastgehouden en vervolgens weer verwijderd.

Stap twee: De diameter van de indrukking wordt gemeten in ten minste twee loodrecht op elkaar staande richtingen. De Brinell-hardheidswaarde wordt met een formule berekend uit het gemiddelde van de diametermetingen met behulp van een wiskundige formule die voor dit doel ontworpen is, of kan worden afgelezen uit een grafiek op basis van de formule;

Alle Brinell modellen bekijken

 

 

Brinell hardness tester

Knoop Hardheidsmeter

De Knoop-hardheidstest is een microhardheidstest – een test met lage krachten voor het bepalen van mechanische hardheid die met name wordt gebruikt voor het testen van zeer broze materialen of dunne vellen, waar slechts een kleine indrukking (inent) kan worden gemaakt.

De Knoop indrukking is niet symmetrisch zoals Vickers indrukkingen en zal onderhevig zijn aan meer variaties van de resulterende hardheidswaarden dan bij Vickers het geval is..

De Knoop-hardheid wordt normaal gesproken niet gebruikt om de bulkhardheid te definiëren, behalve bij 500gf waar normen zoals ASTM conversies geven naar andere testschalen.

Ook kunnen de Knoop-tests beter niet worden uitgevoerd bij testkrachten boven 1000 gf, hoewel bepaalde omstandigheden dit kunnen vereisen.

Door het grote verschil tussen de lange en korte Knoop-diagonalen is het Knoop-indenter vaak beter geschikt voor het bepalen van variaties in hardheid over zeer kleine afstanden dan indrukkingen gemaakt door een Vickers-indenter. Vickers en Knoop testen bij krachten ≤25 gf zijn in het algemeen gevoelig voor onnauwkeurigheid door de moeilijkheid om extreem kleine indrukkingen (<20 µm) te meten door middel van normale lichtmicroscopie.

Goede werkstuk voorbereiding (sample preparation), het verwijderen van door elementen veroorzaakte schade zoals corrosie en of krassen, kan en zal de testresultaten beïnvloeden; dit probleem wordt groter naarmate de testkracht afneemt.

Knoop formule voor de berekening van hardheid;

 

Innovatieve hardheidsmeters voor het meten van Micro Vickers en Knoop. Geautomatiseerde machines met software voor complexe meetopdrachten.

 

Knoop hardness tester