Η ικανότητα ενός μεταλλικού υλικού να αντισταθεί στην εσοχή της επιφάνειας από σκληρά αντικείμενα ονομάζεται σκληρότητα. Σύμφωνα με διαφορετικές μεθόδους δοκιμής και το πεδίο εφαρμογής, η σκληρότητα μπορεί να χωριστεί σε σκληρότητα Brinell, σκληρότητα Rockwell, σκληρότητα Vickers, σκληρότητα στην ακτή, μικροβολία και σκληρότητα υψηλής θερμοκρασίας. Υπάρχουν τρεις συχνά χρησιμοποιούμενες σκληρότητες για σωλήνες: Brinell, Rockwell και Vickers Hardness.
Α. Hardness Brinell (HB)
Χρησιμοποιήστε μια σφαίρα χάλυβα ή μια σφαίρα καρβιδίου μιας συγκεκριμένης διαμέτρου για να πιέσετε στην επιφάνεια του δείγματος με την καθορισμένη δύναμη δοκιμής (F). Μετά τον καθορισμένο χρόνο συγκράτησης, αφαιρέστε τη δύναμη δοκιμής και μετρήστε τη διάμετρο εσοχής (L) στην επιφάνεια του δείγματος. Η τιμή σκληρότητας Brinell είναι το πηλίκο που λαμβάνεται διαιρώντας τη δύναμη δοκιμής από την επιφάνεια της σφαίρας. Εκφράζεται σε HBS (χάλυβα μπάλα), η μονάδα είναι N/mm2 (MPa).
Ο τύπος υπολογισμού είναι:
Στον τύπο: F -Η δύναμη δοκιμής πιέζεται στην επιφάνεια του μεταλλικού δείγματος, n;
D -Διάμετρος χάλυβα για δοκιμή, mm.
D -μέση διάμετρος εσοχής, mm.
Η μέτρηση της σκληρότητας του Brinell είναι πιο ακριβής και αξιόπιστη, αλλά γενικά η HBS είναι κατάλληλη μόνο για μεταλλικά υλικά κάτω από 450n/mm2 (MPa) και δεν είναι κατάλληλη για σκληρότερες χάλυβα ή λεπτότερες πλάκες. Μεταξύ των προτύπων χαλύβδινων σωλήνων, η σκληρότητα του Brinell είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Η διάμετρος D εσοχής D χρησιμοποιείται συχνά για να εκφράσει τη σκληρότητα του υλικού, το οποίο είναι τόσο διαισθητικό όσο και βολικό.
Παράδειγμα: 120HBS10/1000130: Σημαίνει ότι η τιμή σκληρότητας Brinell μετράται χρησιμοποιώντας μια χαλύβδινη σφαίρα διαμέτρου 10 mm κάτω από τη δοκιμαστική δύναμη 1000kGF (9,807kN) για 30s (δευτερόλεπτα) είναι 120n/mm2 (MPa).
Β. Hardness Rockwell (HR)
Η δοκιμή σκληρότητας Rockwell, όπως η δοκιμή σκληρότητας Brinell, είναι μια μέθοδος δοκιμής εσοχής. Η διαφορά είναι ότι μετρά το βάθος της εσοχής. Δηλαδή, κάτω από τη διαδοχική δράση της αρχικής δύναμης δοκιμής (FO) και της συνολικής δύναμης δοκιμής (F), ο indenter (κώνος ή χαλύβδινη σφαίρα του χαλύβδινου μύλου) πιέζεται στην επιφάνεια του δείγματος. Μετά τον καθορισμένο χρόνο συγκράτησης, η κύρια δύναμη αφαιρείται. Δοκιμαστική δύναμη, χρησιμοποιήστε τη μετρούμενη υπολειμματική αύξηση βάθους εσοχής (e) για να υπολογίσετε την τιμή σκληρότητας. Η τιμή του είναι ένας ανώνυμος αριθμός, που αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο HR, και οι κλίμακες που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν 9 κλίμακες, συμπεριλαμβανομένων των Α, Β, C, D, E, F, G, H και K. Μεταξύ αυτών, οι κλίμακες που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη δοκιμή σκληρότητας χάλυβα είναι γενικά Α, Β και C, δηλαδή HRA, HRB και HRC.
Η τιμή σκληρότητας υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
Κατά τη δοκιμή με κλίμακες Α και C, HR = 100-e
Κατά τη δοκιμή με κλίμακα Β, HR = 130-e
Στον τύπο, E - Η υπολειμματική αύξηση του βάθους εσοχής εκφράζεται στην καθορισμένη μονάδα 0,002mm, δηλαδή όταν η αξονική μετατόπιση του Indenter είναι μία μονάδα (0,002mm), είναι ισοδύναμη με μια αλλαγή στη σκληρότητα Rockwell με έναν αριθμό. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή Ε, τόσο χαμηλότερη είναι η σκληρότητα του μετάλλου και αντίστροφα.
Το εφαρμοστέο πεδίο εφαρμογής των παραπάνω τριών κλιμάκων έχει ως εξής:
HRA (Diamond Cone Indenter) 20-88
HRC (Diamond Cone Indenter) 20-70
HRB (διάμετρος 1,588mm χάλυβα μπάλα indenter) 20-100
Η δοκιμή σκληρότητας Rockwell είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος επί του παρόντος, μεταξύ της οποίας χρησιμοποιείται HRC στα πρότυπα χαλύβδινων σωλήνων δεύτερη μόνο για τη σκληρότητα του Brinell HB. Η σκληρότητα Rockwell μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση των μεταλλικών υλικών από εξαιρετικά μαλακά έως εξαιρετικά σκληρά. Αντιμετωπίζει τις αδυναμίες της μεθόδου Brinell. Είναι απλούστερο από τη μέθοδο Brinell και η τιμή σκληρότητας μπορεί να διαβαστεί απευθείας από τον πίνακα της μηχανής σκληρότητας. Ωστόσο, λόγω της μικρής του εσοχής, η τιμή σκληρότητας δεν είναι τόσο ακριβής όσο η μέθοδος Brinell.
C. Vickers Hardness (HV)
Η δοκιμή σκληρότητας Vickers είναι επίσης μια μέθοδος δοκιμής εσοχής. Πιέζει ένα τετράγωνο πυραμιδικό διαμάντι με μια γωνία 1360 μεταξύ αντίθετων επιφανειών στην επιφάνεια δοκιμής σε μια επιλεγμένη δύναμη δοκιμής (F) και την αφαιρεί μετά τον καθορισμένο χρόνο συγκράτησης. Δύναμη, μετρήστε το μήκος των δύο διαγώνια της εσοχής.
Η τιμή σκληρότητας Vickers είναι το πηλίκο της δύναμης δοκιμής διαιρούμενο με την επιφάνεια της επιφάνειας εσοχής. Ο υπολογισμός του είναι:
Στον τύπο: HV -Vickers Hardness Symbol, N/MM2 (MPa);
F -Test Force, Ν;
D -Ο αριθμητικός μέσος όρος των δύο διαγώνιων της εσοχής, mm.
Η δύναμη δοκιμής F που χρησιμοποιείται στην σκληρότητα Vickers είναι 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) kGF (n) και άλλα έξι επίπεδα. Η τιμή σκληρότητας μπορεί να μετρηθεί το εύρος είναι 5 ~ 1000HV.
Παράδειγμα μεθόδου έκφρασης: 640HV30/20 σημαίνει ότι η τιμή σκληρότητας Vickers μετράται με μια δύναμη δοκιμής 30HGF (294.2n) για 20s (δευτερόλεπτα) είναι 640n/mm2 (MPa).
Η μέθοδος σκληρότητας Vickers μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της σκληρότητας πολύ λεπτών μεταλλικών υλικών και επιφανειακών στρωμάτων. Έχει τα κύρια πλεονεκτήματα των μεθόδων Brinell και Rockwell και ξεπερνά τις βασικές αδυναμίες τους, αλλά δεν είναι τόσο απλό όσο η μέθοδος Rockwell. Η μέθοδος Vickers χρησιμοποιείται σπάνια στα πρότυπα χαλύβδινων σωλήνων.
Χρόνος δημοσίευσης: Απριλίου-03-2024