Твърдостта е мярка за способността на металния материал да устои на натиск или гравиране от външна сила и е един от най-важните показатели за механичните свойства на металните материали. Изпитването на твърдост е един от най-бързите, икономични и прости методи за оценка на механичните свойства на металите. Изпитването на твърдост може да отразява разликите в свойствата на металните материали в различни химични състави, организационни структури и условия на процеса на топлинна обработка, така че се използва широко при проверка на свойствата на метала, надзор на качеството на процеса на топлинна обработка и разработването на нови материали.
Твърдост по Бринел
Това се постига чрез притискане на закалителна стоманена топка или карбидна топка с диаметър D в повърхността на металния материал, който трябва да се измери, с товар P с определен размер, задържането му за определен период от време и след това премахване на товара. Съотношението на натоварването P към повърхността на вдлъбнатината F е стойността на твърдостта по Бринел, означена като HB. Стойностите на твърдостта по Бринел обикновено се изразяват в килограми сила/mm² (N/mm²), но на практика те също често се използват като HBW или HBS.
1 метод на измерване
Условия на изпитване: изпитвателното натоварване и диаметърът на тестовата стоманена топка трябва да се определят според действителните характеристики на материала. Общият тестов товар и диаметър на стоманената топка имат фиксирани стандарти за адаптиране към теста за твърдост на различни материали.
Процес на измерване: Материалът, който ще се тества, първо се поставя върху уреда за измерване на твърдост и след това се извършва тест за вдлъбнатина с избрания товар и стоманена топка. След задържане за определено време, товарът се отстранява и се измерва диаметърът на вдлъбнатината.
Изчисляване на твърдостта: Въз основа на диаметъра на вдлъбнатината, стойността на твърдостта по Бринел може да се изчисли с помощта на формула или чрез търсене в таблица.
2 Приложение
Тестерът за твърдост по Бринел се използва главно за определяне на твърдостта на чугун, стомана, цветни метали и меки сплави и други материали.
Той се използва широко в металургията, коването, електричеството, петролните машини, релсовите превозни средства, автомобилите, военното оборудване, лабораториите, колежите и университетите и научните изследвания.
3 методът на изразяване
Символ за твърдост по Бринел с HBS или HBW. HBS показва, че инденторът е топка от закалена стомана, използвана за определяне на стойността на твърдост по Бринел от 450 под материала; HBW показва, че инденторът е циментиран карбид, използван за определяне на стойността на твърдост по Бринел от 650 под материала.
Израз: числото преди HBS или HBW е стойността на твърдостта, последвана от цифри, за да се посочат условията на изпитване, включително диаметъра на топката на индентора, изпитвателното натоварване и времето за задържане на изпитвателното натоварване (10~15s не са отбелязани) . Например 170HBS10/1000/30 показва, че стойността на твърдостта по Бринел е 170, измерена със стоманена топка с диаметър 10 mm, задържана в продължение на 30 секунди при тестово натоварване от 9807 N (1000 kg.).
Твърдост по Викерс
Твърдостта по Викерс, изразена със символа HV, е предложена от британския Смит (Робърт Л. Смит) и Седланд (Джордж Е. Сандланд) през 1921 г. в компанията на Викерс (Vickers Ltd). Той използва относителен повърхностен ъгъл от 136 градуса между диамантения положителен призматичен конусен индентор, в разпоредбите на натоварването F под действието на натиск в повърхността на тестовата проба, задръжте определен период от време след разтоварване, измерете дължината на диагонала на вдлъбнатината d , и след това изчислете повърхностната площ на вдлъбнатината и накрая от вдлъбнатината на средното налягане върху повърхността на твърдостта на металната стойност на Викерс.
1 Метод на измерване
При действителното измерване не е необходимо да извършвате сложни изчисления, но според измерената дължина на диагонала на стойността d на вдлъбнатината, директно проверете таблицата, за да получите измерената стойност на твърдостта.
Често използваният уред за измерване на твърдост по Vickers има диапазон на натоварване от 49,03 ~ 980,7N, подходящ за по-големи детайли и по-дълбоко определяне на твърдостта на повърхностния слой.
За определяне на твърдостта на по-тънкия детайл, повърхността на инструмента или слоя на покритие можете да използвате малко натоварване твърдост по Викерс, изпитвателно натоварване от 1,961 ~ 49,03N.
Микро твърдостта по Викерс е подходяща за микроскопски анализ.
2 Представителство
Стойност на твърдостта по Викерс в стандартния формат за отчитане xHVy, където x представлява стойността на твърдостта по Викерс, y представлява измерването на използваната стойност на натоварване (единица: kg сила). Например, 185HV5 стойност на твърдост от 185, измерването на стойността на натоварването, използвана за 5 kg сила.
3 Обхват на приложение
Уредът за измерване на твърдост Vickers има широк спектър от приложения, може да измерва почти всички метални материали, използвани в индустрията, от много меки материали до много твърди материали. Освен това може да се използва и за изпитване на твърдост на керамични материали, пластмаси и гума, картонени материали и др.
4 Примерни изисквания
Повърхността на образеца трябва да е гладка и плоска, без оксидна кожа, отломки и масло.
Като цяло, параметърът на грапавостта на повърхността на образеца с твърдост по Викерс Ra не е по-голям от {{0}}.40μm, образецът с твърдост по Викерс при малък товар не е по-голям от 0,20 μm, образецът с микро твърдост по Викерс не е по-голям от 0,10 μm.
Твърдост по Рокуел
Твърдостта по Рокуел е индекс за определяне на стойността на твърдостта чрез дълбочината на пластичната деформация на вдлъбнатината. Той използва определените условия на индентора (диамантен конус, стоманена топка или топка от волфрамов карбид), притиснат в повърхността на образеца в две стъпки, и измерва дълбочината на остатъчната дълбочина на вдлъбнатината h, за да представи твърдостта.
1 метод на измерване индентор и изпитвателна сила
Тест за твърдост по Рокуел с помощта на три вида индентор (диамантен конус и два диаметъра на стоманена топка) и три вида изпитвателна сила (60 kg, 100 kg, 150 kg). Тези комбинации съответстват на твърдостта на Рокуел от девет скали, а именно HRA, HRB, HRC, HRD, HRE, HRF, HRG, HRH, HRK. повърхностният тест за твърдост по Рокуел използва два индентора и три по-малки изпитвателни сили (15 kg, 30 kg, 45 kg), съответстващи на шест скали.
2 Изчисляване на стойността на твърдостта
Стойността на твърдостта по Рокуел се изчислява по следната формула: N-константа (за различни скали N приема 100 или 130); h-остатъчна дълбочина на вдлъбнатината, mm; S-константа (за твърдост по Рокуел, S=0.002 mm; за повърхностна твърдост по Рокуел, S=0.001 mm).
3 Характеристики
Предимства: Тестът за твърдост по Рокуел е прост и бърз, вдлъбнатината е малка, определянето на широк диапазон, приложимо за повечето метални материали.
Недостатъци: слаба представителност, повторяемостта на данните не е добра, неприложимо за организиране на неравен материал или тънък материал и повърхностен втвърдяващ слой.
4 Приложение
Тестът за твърдост по Рокуел обикновено се използва за материали с висока твърдост, като стомана за закаляване, чугун и др.
Трите често използвани скали са HRA, HRB и HRC, които са подходящи за материали с различна твърдост.
Избор на скали за твърдост
HRA: Използва се за материали с по-висока твърдост, като стоманен лист, циментиран карбид, с натоварване от 60 kg и индентор с диамантен конус.
HRB: Използва се за материали с по-ниска твърдост, като мека стомана, цветни метали, закалена стомана и т.н., с натоварване от 100 kg и топка от закалена стомана с диаметър 1,5875 mm.
HRC: За материали с по-висока твърдост, като стомана за закаляване, чугун и др., като се използва натоварване от 150 kg и диамантен конусен индентор.
Чрез избиране на подходяща комбинация от индентор и изпитвателна сила, тестът за твърдост по Рокуел може да осигури точни стойности на твърдостта, осигурявайки важна основа за избор на материал и контрол на качеството.
