Skala twardości Leeba

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Pomiar twardości metodą Leeba

Skala twardości Leeba – skala oznaczania twardości metali na podstawie pomiaru metodą dynamiczną (odbicia sprężystego) opracowaną przez Szwajcara Dietmara Leeba około 1974 roku (i opatentowaną w roku 1975 przez firmę Proceq). Technika ta jest udoskonaloną wersją metody skleroskopowej Shore'a.

Twardość Leeba (HL – skrótowiec od Hardness Leeb), w zależności od zastosowanej głowicy uderzeniowej, określana jest w następujących podskalach: HLD, HLDL, HLD+15, HLDC, HLC, HLE, HLS i HLG.

Oznaczenie twardości metalu w skali Leeba polega na pomiarze prędkości masy udarowej przed i po uderzeniu w próbkę oraz odpowiednim przeliczeniu otrzymanych wartości. Bijaczek o masie 5,5 g (stanowiący masę udarową), zakończony kulką z węgliku wolframu, wyrzucany jest w kierunku próbki siłą sprężyny. Rezultatem pomiaru 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.

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 oraz 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 HL, a także – po automatycznej konwersji – w skalach Rockwella, Brinella, Vickersa, Shore'a i Rm MPa.

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

Normalizacja[edytuj | edytuj kod]

Metoda Leeba jest opisana między innymi amerykańską normą ASTM A956 (najstarsza i najbardziej rozpowszechniona) oraz niemieckimi normami DIN 50156-1, -2, -3 z 2007 roku. W fazie oficjalnego (opublikowanego) projektu były w roku 2013 międzynarodowe normy ISO/DIS 16859-1, -2, -3, zaakceptowane przez Europejski Komitet Normalizacyjny 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 nie podjął prac normalizacyjnych w zakresie metody Leeba. Polskie Normy (PN-EN ISO) ukażą się po zaakceptowaniu przez EKN wymienionych projektów jako norm.

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 planował wprowadzenie w 2011 lub 2012 roku 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 Polskiego Centrum Akredytacji).

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]