EN 843-4 Zaawansowana ceramika techniczna – Właściwości mechaniczne ceramiki monolitycznej w temperaturze pokojowej – Część 4: Twardość powierzchniowa Vickersa, Knoopa i Rockwella

Europejska norma „EN 843-4 Zaawansowana ceramika techniczna – Właściwości mechaniczne ceramiki monolitycznej w temperaturze pokojowej – Część 4: Twardość powierzchniowa według Vickersa, Knoopa i Rockwella” opisuje wytyczne i warunki wykonania dotyczące wartości, jakie można przypisać wynikom standardowe badania twardości w przypadku zaawansowanej monolitycznej ceramiki technicznej. Zakłada się, że stosowane procedury kalibracji i testowania dotyczą dokładnie materiałów metalicznych.

W normie tej zdefiniowano trzy metody badań stosowane do określania twardości materiałów ceramicznych:

• Za pomocą testu twardości Vickersa obserwuje się odporność materiału na odkształcenie plastyczne ze standardowego źródła. Test Vickersa można stosować do wszystkich metali i posiada jedną z najszerszych skal wśród testów twardości.
• Test twardości Knoopa jest testem mikrotwardości. Test ten jest testem twardości mechanicznej, stosowanym zwłaszcza w przypadku bardzo kruchych materiałów lub cienkich blach, w którym do celów testowych można wykonać jedynie małe wgłębienie.
• Skala Rockwella to skala twardości oparta na twardości materiału wgłębnej. Badanie twardości Rockwella porównuje głębokość penetracji wgłębnika pod dużym obciążeniem z penetracją dokonaną przez napięcie wstępne.

Wszystkie trzy metody testowania wykorzystują wcięcie w celu wymuszenia lokalnego odkształcenia plastycznego. Mierzony jest punkt wcięcia i obliczane są wartości twardości. Ze względu na kruche zachowanie materiałów ceramicznych, aby uzyskać wiarygodne wyniki, potrzebny jest doświadczony użytkownik wzorca.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Twardość odnosi się do odporności materiału na wymuszone wnikanie w badaną powierzchnię w określony sposób przez twarde wcięcie o określonej geometrii.
• Liczba twardości odnosi się do wartości twardości obliczonej w określonym badaniu twardości, obliczonej na podstawie głębokości penetracji wgłębnika lub bocznego rozmiaru wgłębnika i przyłożonej siły, zwykle bez określenia jednostki.
• Wgłębnik twardości jest twardym wgłębnikiem o określonej geometrii i jest powszechnie stosowany do badania ceramiki wytwarzanej z diamentu monokryształowego.

Trzy typy testów zdefiniowane w tej normie są znormalizowane dla materiałów metalowych i są powszechnie stosowane jako wytyczne dotyczące obróbki cieplnej lub warunków utwardzania przez zgniot. Te metody badawcze są również szeroko stosowane w zaawansowanej ceramice technicznej, szczególnie w celu identyfikacji materiałów do zastosowań w środowiskach zużycia. Podczas gdy próba twardości metalu jest miarą granicy plastyczności, w materiale kruchym odkształcenie zwykle nie jest jednorodne. Oprócz płynięcia plastycznego zwykle występują pęknięcia i odpryski, których wielkość ma znaczący wpływ na twardość pozorną i możliwość dokonywania znaczących pomiarów.

Badanie twardości szeregu całkiem różnych materiałów ceramicznych pozwala na ich uszeregowanie według odporności na lokalną penetrację. Może to być związane z innymi cechami behawioralnymi podobnego typu, na przykład zużyciem ściernym lub odpornością na erozję. Jeżeli materiały wykazują podobne właściwości, taka interpretacja może nie być możliwa, ponieważ dyskryminacja wykazana w badaniach twardości może być niewystarczająca. Do zastosowań wykraczających poza to zastosowanie należy podchodzić ostrożnie. Na przykład zaleca się, aby testy twardości nie były stosowane jako kryteria pozytywne/negatywne w specyfikacji. Potencjalne różnice pomiędzy obserwatorami lub maszynami testującymi są zbyt duże, aby zapewnić wysoki poziom zaufania do wyników testów i prowadzą do możliwego konfliktu pomiędzy stronami specyfikacji.

Standardowe bloki testowe twardości są zwykle dostarczane z maszyną testującą. Muszą one służyć do kontroli zachowania maszyny, a w przypadku testów Vickersa i Knoopa także kryteriów wizualnych stosowanych do pomiaru przez operatora. Płytkę testową należy również wykorzystać, aby upewnić się, że nie ma na niej wyszczerbień ani pęknięć, które mogą łatwo powstać w przypadku stosowania na bardzo twardych materiałach. Do badania ceramiki zalecane są bloki kalibracyjne o bardzo wysokiej twardości.

Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen przeprowadzonych dla przedsiębiorstw z różnych sektorów, nasza organizacja, dysponująca przeszkolonym i specjalistycznym personelem oraz zaawansowanym sprzętem technologicznym, ustaliła „EN 843-4 Zaawansowana ceramika techniczna – Właściwości mechaniczne ceramiki monolitycznej w temperatura pokojowa - Część 4: Vickers, Świadczy także usługi badawcze określone w normie „Twardość powierzchniowa Knoopa i Rockwella”.