Skala twardości Leeba

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Pomiar twardości metodą Leeb'a

Skala twardości Leeba (metoda Leeba, metoda odbicia sprężystego) – dynamiczny sposób pomiaru twardości metali opracowany przez Szwajcara, Dietmara Leeba ok. 1974 roku (opatentowany w roku 1975 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, HLD+15, HLDC, HLC, HLE, HLS i HLG.

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 MPa.

Normalizacja[edytuj | edytuj kod]

Metoda Leeba jest opisana m.in. amerykańską normą ASTM A956 (najstarsza i najbardziej rozpowszechniona), oraz niemieckimi normami DIN 50156-1, -2, -3 z 2007 roku. W fazie oficjalnego (opublikowanego) projektu są w roku 2013 międzynarodowe normy ISO/DIS 16859-1, -2, -3, zaakceptowane przez CEN jako projekty norm: prEN ISO 16859-1:2013, prEN ISO 16859-2:2013 i prEN ISO 16859-3:2013. Konwersję między skalą Leeba HLD, a skalami Rockwella, Brinella i Vickersa zawiera tablica 10 w najnowszej wersji normy ASTM E140-12b. Polski Komitet Normalizacyjny nigdy nie podjął prac normalizacyjnych w zakresie metody Leeba. Polskie Normy (PN-EN ISO) ukażą się po zaakceptowaniu przez CEN w/w projektów jako norm.

Zalety[edytuj | edytuj kod]

  • krótki czas pomiaru (1-2 s)
  • przenośność przyrządu - małe wymiary i masa, 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[edytuj | edytuj kod]

  • 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[edytuj | edytuj kod]