Твердость является свойством материала к сопротивлению против проникновения в него других, более твердых тел. Кроме того это свойство более твердого тела к проникновению в другие материалы. Твердость бывает абсолютной или инструментальной и относительной. Измерить твердость можно при помощи специальных приборов, которые называются твердомеры.
Существует несколько методов измерения твердости:
1. Твердомер Роквелла, при помощи которого твердость определяют по относительным глубинам вдавливания алмазного конуса или же металлического шарика в поверхность исследуемого материала. Такая твердость будет безразмерной, ее обозначают HR, HRB, HRA, HRC. Твердомер Роквелла позволяет вычислять твердость по формуле HR = 100 – kd. При этом k является коэффициентом, а d глубиной вдавливания наконечника после удаления основной нагрузки. Получается, что по максимуму HR = 100. Этот способ, при котором проводится измерение твердости, считается самым простым и наиболее доступным.
2. Твердомер Бринелля определят твердость по диаметру отпечатков, которые оставляет металлический шарик, вдавленный в поверхность исследуемого материала. Твердомер Бринелля вычисляет твердость как отношение к площади отпечатка приложенного к шарику усилия. При этом площадь самого отпечатка обозначается как площадь части сферы, а не круга. Твердость по Бринеллю – HB. H - это hardness, В – сам Бринелль.
3. Твердомер Виккерса определят твердость предмета по площади отпечатка, который оставляет четырехгранная алмазная пирамидка, если ее вдавливают в поверхность. Такой твердомер вычисляет основной показатель как отношение приложенного к пирамидке усилия к площади отпечатка. В этом методе площадь отпечатка взята как площадь части поверхности пирамиды, а не в качестве площади ромба. Твердомер Виккерса позволяет определить твердость, которая обозначается, как HV.
4. Определение твердости при помощи метода Кузнецова - Герберта - Ребиндера позволяет произвести оценку, исходя из времени затухания колебаний маятника, опорой будет является исследуемый металл. Подобный твердомер металлов весьма эффективен, это твердомер динамический, очень удобный и эффективный.
5. Метод Шора позволяет определить твердость материалов по высоте отскакивания стального шарика от того металла, который изучается. Или можно определить необходимые данные, судя по глубине введения закаленной стальной иглы под воздействием пружины. Это твердомер динамический. Определяемая твердость обозначается, как HSD. Этот твердомер металлов дает оптимальные результаты. Данный динамический твердомер очень удобен.
6. Метод Польди представляет собой оценку твердости по сравнению с твердостью эталона. Твердомер очень удобен, испытания проводят во время ударного вдавливания стального шарика и в эталон, и в образец.
7. Шкалу Мооса можно определить по тому показателю, какой из десяти стандартных минералов поцарапает исследуемый материал, а также какой материал из десяти стандартных минералов будет поцарапан сам исследуемым материалом. Такой твердомер эффективный. Для удобства определения твердости, должен быть твердометр надежным, качественным, очень удобен твердомер портативный, чтобы его удобно было переносить и применять для измерения необходимых показателей.
В России приняты за стандарт твердомеры Бринеля, Роквелла, Виккерса, Шора. Твердомеры Роквелла, Виккерса, Бринеля используют метод вдавливания. А относятся к категории твердомер динамический следующие твердомеры: Кузнецова-Герберта-Ребиндера и Шора.
Для каждого материала должен подбираться свой тип твердомера. Способ определения твердости выбирает тот, кто изучает исходный материал. Значения твердости, которые определяют по методу вдавливания, можно пересчитывать из одной шкалы в другую. Для каких-то предметов более подходит динамический твердомер, для каких-то - использующий метод вдавливания. Методы, при помощи которых определяют твердость, в зависимости от степени воздействия на объекты, могут быть разрушающими и неразрушающими.
В настоящее время современный рынок изобилует различными твердомерами. Есть и портативные твердомеры, и с динамическим методом измерения. Очень удобными считаются портативные твердомеры, но и стационарные находят своего покупателя, при помощи них проводится измерение твердости в исследовательских лабораториях и институтах.
Наиболее популярным в наши дни можно назвать твердомер "Темп". Он предназначен для экспрессного измерения твердости разнообразных изделий, изготовленных из стали, ее сплавов, чугуна, резины, цветных металлов и других материалов. Твердомер "Темп" - это динамический твердомер, имеющий большие возможности.
Он проводит такую работу, как измерение твердости разных деталей, также имеющих сложную форму, большие размеры, способен проникать в труднодоступные зоны. Твердомер «Темп» отличается высокой производительностью, он прост в работе, возможно программирование шкал твердости данного прибора. Этот твердомер портативный и очень удобный, поэтому настолько популярный.