Metoda Leeba

Pomiar twardości metodą Leeb'a

Metoda Leeba - dynamiczny sposób pomiaru twardości metali opracowany przez Szwajcara, Dietmara Leeba w 1975 roku (opatentowany w roku 1978 przez firmę PROCEQ S.A.), będący udoskonaloną wersją metody skleroskopowej Shore'a (pomiaru twardości metali).

Metoda polega na pomiarze prędkości masy udarowej (bijaczek) przed i po uderzeniu w próbkę. Bijaczek o masie 5,5 g, zakończony kulką z węglika wolframu, wyrzucany jest w kierunku próbki siłą sprężyny. Wynikiem pomiaru, według skali twardości Leeb'a (HL), jest iloraz prędkości bijaka po odbiciu przez prędkość przed odbiciem, pomnożony przez 1000. Wynik pomiaru (0-1000) jest w dużym stopniu uzależniony od modułu sprężystości podłużnej Younga, jako cechy określającej próbkę.

Twardość Leeba [HL], w zależności od zastosowanej głowicy uderzeniowej (bijaka) dzieli się na skale: HLD, HLDL, HLC, HLG itd. Metoda jest opisana m.in. normą ASTM A956, a także niemiecką DIN 50156-1 Metallic materials - Leeb hardness test - Part 1: Test method.

Do pomiaru twardości metodą Leeba służą twardościomierze Leeba, złożone z modułu elektronicznego (urządzenie wskazujące) i mechanicznej głowicy uderzeniowej (bijaka). Głowica (bijak)zawiera układ napędowy ze sprężyną, masę uderzeniową (bijaczek) z zamocowanym magnesem i cewkę, wewnątrz której porusza się bijaczek. Badanie odbywa się poprzez pomiar napięcia indukowanego w cewce w wyniku ruchu bijaczka. Wszystkie twardościomierze Leeba występują w konstrukcji przenośnej. Istnieje kilka odmian głowic uderzeniowych: D (uniwersalna), DL (do wąskich otworów i rowków), C (do cienkich elementów), G (do masywnych odlewów) itd.

Twardościomierz podaje wyniki w jednostkach Leeba (HL: Hardness Leeb), a także - po automatycznej konwersji - w skalach Rockwella, Brinella, Vickersa, Shore'a i Rm.

Zalety

• krótki czas pomiaru (1-2 s)
• przenośność przyrządu - małe wymiary i ciężar, zasilanie bateryjne
• bezpośredni odczyt twardości
• brak górnego ograniczenia masy i rozmiarów mierzonego elementu
• niewielkie wymiary odcisku (dla stali poniżej 0,5 mm średnicy i 25 μm głębokości)
• możliwość pomiaru elementów o wysokiej temperaturze

Wady

• minimalna masa mierzonego elementu (ok. 1 kg) i grubość elementu
• ograniczenie dopuszczalnej chropowatości powierzchni

W Polsce twardościomierze Leeba zaczęły być stosowane na szerszą skalę od początku lat 90. Pomimo dużej ich popularności jako prostych i łatwych w użyciu narzędzi kontroli jakości - metoda Leeba nie doczekała się unormowania przez Polski Komitet Normalizacyjny, a Główny Urząd Miar nie opracował procedury ich wzorcowania. Mimo to GUM wzorcuje twardościomierze Leeba - lecz nie w skalach HL, a w skonwertowanych skalach HR, HB lub HV (tzn jako twardościomierze metody nieznormalizowanej). Okręgowy Urząd Miar w Krakowie planuje wprowadzenie w 2011 lub 2012 r. usługi wzorcowania twardościomierzy Leeba na zgodność z normą ASTM A956 - najpierw metodą nieakredytowaną (świadectwo wzorcowania z godłem państwowym), a następnie metodą akredytowaną (świadectwo z godłem państwowym i logiem PCA).

Bibliografia

• Metoda dynamiczna Leeba – artykuł internetowy [martwy link]
• Metoda dynamiczna Leeb'a badania twardości - artykuł ze strony internetowej Podręczny Poradnik Mechanika
• Standarization of the Leeb hardness testing method - artykuł internetowy (niem.). [martwy link]
• Wprowadzenie do normy ASTM A956 - z serwisu organizacji normalizacyjnej ASTM (ang.). [martwy link]