Prueba de dureza de Shore

Schema Vickers-Härteprüfung - pyramidenförmiger Eindringkörper und Messung der Diagonalen des Eindrucks

La prueba de dureza de Shore se usa principalmente para determinar la dureza de los elastómeros y plásticos. No se usa normalmente para metales ni cerámica.

En la prueba de dureza de Shore, una clavija de acero endurecido activado por resorte penetra en la pieza de prueba. La profundidad de penetración en el material a ser probado indica la dureza de Shore, la cual es medida en una escala de 0 Shore (2.5 milímetros de profundidad de penetración) a 100 Shore (0 milímetros de profundidad de penetración).

Como este método de medición depende altamente de la temperatura, es importante mantener una temperatura de prueba de 23 °C.

Se debe diferenciar entre los siguientes métodos:

Shore A para elastómeros suaves (el penetrador es una aguja con una punta embotada)

Shore D para elastómeros tenaces (aguja con una punta esférica)

Shore B y Shore C combinan la punta de aguja de Shore A con la fuerza de prueba de Shore D y viceversa.

Se usa un método similar para determinar la microdureza de los elastómeros (grado de dureza internacional del hule).

Diagrama mostrando el método de Shore para elastómeros

Vickers-Härteprüfung

Schema Vickers-Härteprüfung - pyramidenförmiger Eindringkörper und Messung der Diagonalen des Eindrucks

Bei der Härteprüfung nach Vickers dient ein stumpfer, pyramidenförmiger Diamant als Eindringkörper. Seine Spitze wird mit einer festgelegten Kraft und über einen bestimmten Zeitraum in die Oberfläche des Prüflings gedrückt. Dabei steigt die Prüfkraft innerhalb von fünf Sekunden auf ihren Höchstwert an und wirkt anschließend zehn bis 15 Sekunden ein.

Nach Entfernen des Eindringkörpers werden der pyramidenförmige Eindruck und vermessen und anschließend der Mittelwert aus den Abmaßen der beiden Diagonalen berechnet. Weil sich der Spannungszustand des Materials aufgrund der Geometrie der Diamantpyramide nicht ändert, führt die Vickers-Härteprüfung im Gegensatz zum Brinell-Verfahren zu lastunabhängigen Härtewerten. Damit liefert sie hochpräzise Messwerte und eignet sich für nahezu alle Werkstoffe.

Die Vickers-Härteprüfung ist auch für Prüfungen im mikroskopischen Bereich (Einzelkristalle, Gefüge) und für dünne Schichten dienlich. Da bei sehr harten Werkstoffen nur ein äußerst kleiner Eindruck erzeugt wird, müssen die Oberflächen in solchen Fällen feinbearbeitet, ggfs. sogar poliert werden.

Die Vickers-Härteprüfung wird auf Universal-Härteprüfmaschinen durchgeführt und kommt vor allem im Labor zum Einsatz.

维氏硬度试验

维氏硬度试验数据图 - 棱锥形的压头和压痕的对角线值

在维氏硬度试验中，使用金刚石锥体钝压头。压头在选定的试验力作用下压入试样表面，并保持一定时间。试验力在五秒内达到最大值，然后保持 10-15 秒。

移去压头，测得试样表面产生的棱锥形的压痕尺寸为 $d_1 $ 和 $d_2 $ ， 并计算两条对角线的平均值。由于金刚石棱锥的几何形状，材料的应力状态不发生改变，与布氏硬度试验方法不同，维氏硬度试验在不同载荷条件下获得相同形状的压痕，使各级载荷测得的结果相同。因此，它提供了高度精确的测量，实际上适合所有材料。

维氏硬度试验也可用于显微试验（单晶、微观结构），还适合测量薄层材的硬度。由于非常硬的材料只能形成一个非常小的压痕，需要对这类样品表面进行精加工，甚至可能需要进行抛光。

主要在实验室中使用硬度测试仪，进行维氏硬度试验。

维氏硬度试验数据图 - 棱锥形的压头和压痕的对角线值