Metoda pomiaru twardości przy użyciu wgłębnika przedstawionego na rysunku jest metodą
A. Brinella.
B. Rockwella.
C. Shore'a.
D. Vickersa.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2019 (arkusz M.37-X-19.01).
Na rysunku widać kulisty wgłębnik o średnicy D, dociskany siłą F do badanej powierzchni, a potem pomiar średnicy odcisku d₁ i d₂. To jest typowy schemat metody Brinella. W praktyce po wykonaniu odcisku mierzy się go najczęściej w dwóch prostopadłych kierunkach i liczy średnią, bo odcisk nie zawsze wychodzi idealnie okrągły. Wynik zapisuje się jako twardość HBW, gdy używa się kulki z węglika spiekanego, zgodnie z zasadami normy ISO 6506. Moim zdaniem to jedna z bardziej intuicyjnych metod, bo po prostu widać ślad po kulce i można go zmierzyć mikroskopem pomiarowym. Metodę Brinella stosuje się często do żeliw, staliw, stopów aluminium czy miedzi, czyli materiałów odlewniczych o strukturze nie zawsze całkiem jednorodnej. Duży odcisk daje wynik bardziej uśredniony, więc przy odlewach bywa to naprawdę przydatne. Trzeba tylko pilnować przygotowania powierzchni, odpowiedniej siły obciążenia i zachowania odległości od krawędzi oraz między odciskami, bo inaczej wynik będzie przekłamany.
Ten rysunek nie przedstawia metody Shore'a, Vickersa ani Rockwella, mimo że wszystkie te badania też służą do oceny twardości materiału. Łatwo się tu pomylić, bo w każdej metodzie coś naciska na powierzchnię próbki, ale decydujący jest kształt wgłębnika i sposób odczytu wyniku. Metoda Shore'a kojarzy się głównie z pomiarem twardości gum, tworzyw i elastomerów za pomocą durometru albo, w innej odmianie, z oceną odbicia bijaka. Nie mierzy się tam średnicy okrągłego odcisku po kulce tak jak na rysunku. Vickers wykorzystuje diamentowy wgłębnik w kształcie ostrosłupa o podstawie kwadratu, więc odcisk ma przekątne, a nie średnicę kołowego śladu. To dobra metoda do cienkich warstw, małych elementów i badań metalograficznych, ale obraz byłby zupełnie inny. Rockwell też nie pasuje, bo tam wynik otrzymuje się z głębokości trwałego wgłębienia pod określonym obciążeniem wstępnym i głównym. W zależności od skali stosuje się stożek diamentowy albo kulkę, ale charakterystyczny jest odczyt głębokości, nie optyczny pomiar średnicy odcisku. Typowy błąd myślowy polega na zapamiętaniu, że Rockwell i Brinell mogą używać kulki, a potem pominięciu sposobu pomiaru. Z mojego doświadczenia najlepiej patrzeć na ślad: okrągły odcisk i średnice d₁, d₂ praktycznie od razu prowadzą do metody Brinella.