С развитием технологий становится необходимым проведение исследований с высокой точностью результатов. Для того, чтобы измерить твердость металлов, не нарушая целостность объекта, подвергаемого анализу, и его структуры, используется твердомер.
Твердомеры широко распространены в машиностроении, металлургии, химической промышленности и энергетике, ведь твердость определяет качество металла и возможность его применения в той или иной сфере.
Твердомеры подразделяются стационарные и портативные. Выбор их вида зависит от того, где его будут использовать: в лаборатории или непосредственно на местности.
Для измерения твердости используются разные шкалы: Виккерса, по которой анализируются очень твердые изделия, Роквелла (по ней проводится анализ изделий средней твердости) и Бринелля и Шора (применяется для наиболее мягких материалов).
В любом из методов измерение твердости происходит благодаря оценке результатов механического воздействия на поверхность изделия. При методе Виккерса в анализируемое изделие внедряют небольшую четырехгранную алмазную пирамиду; метод Роквелла подразумевает под собой внедрение стальной или алмазный конусообразный наконечник. При помощи микроскопа, благодаря которому оценивают диаметр и глубину отпечатка стального шарика, измеряется твердость по методу Бринелля. Измеряется твёрдость по шору путем определения глубины проникновения при нажатии в изделие стального стержня.
Портативные модели твердомера применяют ультразвуковой, динамический или механический методы. Особенностью ультразвуковой модели твердомера является измерение изменений частоты датчика, который внедрен в изделие. В динамических моделях измеряется скорость датчика, который отскочил от поверхности измеряемого образца.
Ультразвуковые модели также имеют некоторые недостатки, например, такие, как необходимость постоянной калибровки в случае контроля нестандартных материалов, отсутствие возможности использования при анализе пористых металлов и большая зависимость от угла ввода датчика. Но динамические методы проблематично применить при необходимости определения твердости образцов, масса которых меньше 100 грамм, а толщина меньше 3 мм.
Существуют также универсальные стационарные твердомеры, которые обеспечивают более высокую точность измерений в сравнении с портативными твердомерами благодаря наличию жесткой литой рамы, обеспечивающей высокую стабильность прибора.
Обычно вместе с твердомерами приобретаются меры твердости образцовые, которые представляют собой слитки металлов, обладающие эталонной мерой твердости для разных шкал.