Да ли сте икада имали овакво искуство?
Узимате нацрт и видите „Каљење и каљење: 220-255 ХБВ.“ Таман када помислите да сте га добили, следећи цртеж наводи „Гашење: 58-62 ХРЦ“. Затим, на следећој страници-изненађење-позива се на „Тврдоћа површине > 700 ХВ“. Да ли вам се мало врти у глави? Слова изгледају слично, али некако другачије.
Ниси једини који се збуни. Многи људи једноставно памте слова напамет, а да заиста не разумеју како се мере мере или где се сваки метод најбоље примењује.
Данас, хајде да користимо обичан, директан језик да откријемо праву природу ова четири „тешкаша у тврдоћи“. На тај начин ћете тачно знати у шта гледате следећи пут када их видите.
Машине за тестирање|Тестери тврдоће|Технички подаци за припрему металографских узорака – Шангајска фабрика за производњу инструмената Зхонгиан
Упоредна слика четири типа мерача тврдоће
И. Тврдоћа по Бринелу (ХБВ): Притиском на велико удубљење, гледајући целу слику
Једноставно речено, тест тврдоће по Бринелу се ослања на „грубу силу“.
Куглица од цементног карбида (утискивач) се чврсто утискује у металну површину и мери се величина резултујућег кружног удубљења. Што је удубљење мање, то је материјал тврђи.
Замислите то као утискивање велике гвоздене кугле у груду теста: што је удубљење плиће и мање, то је тесто „жилавије“ (еластичније/чврсто) и теже се сабија.
Предност ове методе је што процењује материјал у целини. Пошто је удубљење релативно велико, измерена тврдоћа представља просечну вредност на одређеној површини, тачно одражавајући стварну укупну чврстоћу материјала. Не одбацују га мање унутрашње недоследности, што резултате чини веома стабилним.
Дакле, где се најбоље користи Бринелова тврдоћа?
Велике компоненте и сирови одливци: као што су ливени блокови мотора или велики празни зупчаници.
Меки материјали: као што су необрађени челик, ливено гвожђе и легуре бакра или алуминијума.
Делови који захтевају укупне перформансе: као што су компоненте осовине које су биле подвргнуте каљењу и каљењу.
Типична ознака: 220-255 ХБВ (најчешће се виђа код каљених и каљених челика, као што је челик 45). Испитивање тврдоће по Бринелу се генерално користи за материјале чија тврдоћа не прелази 650 ХБВ.
ИИ. Роцквелл тврдоћа (ХРЦ): Направите мало удубљење, измерите дубину
Метода Роцквелл тврдоће ради на потпуно супротан начин од Бринелове методе. Уместо мерења пречника удубљења, он мери дубину продирања.
Почиње применом мале силе предоптерећења на површину, након чега следи веће главно оптерећење; на крају, главно оптерећење се уклања и мери се количина еластичног поврата (колико се индентер враћа назад). Што се мање враћа уназад, дубље је продирање, што указује на мекши материјал.
Можете то замислити овако: утискивање игле у дрво. Што плиће продире игла, то је дрво тврђе. Наш ХРЦ тест користи "иглу" (конусни индентер) направљену од дијаманта.
Предности ове методе су брзина, тачност и ефикасност. Резултати се добијају за неколико секунди, а удубљење је толико мало да практично не оштећује површину радног предмета.
Због тога је тврдоћа по Роквелу (ХРЦ) дизајнирана посебно за „материјале-високе тврдоће“, посебно оне уобичајене у производњи:
Компоненте од каљеног челика: калупи, алати за сечење, лежајеви и зупци зупчаника.
Инспекција након{0}}термичке{1}}термичке обраде: брза{2}}провера на лицу места у радионици одмах открива да ли термичка обрада испуњава спецификације.
Типична ознака: 58–62 ХРЦ (најчешће за каљени челик за калупе и челик за лежајеве).
Постоји више Роцквелл скала. ХРЦ вага користи оптерећење од 150 кг и покрива опсег од 20 ХРЦ до 70 ХРЦ. Ако је материјал превише мекан (<20 HRC), measurements are inaccurate, requiring a switch to the HRB scale; if it is too hard (>67 ХРЦ), дијамантски индентер ризикује оштећење, што захтева прелазак на ХРА скалу.
ХРА скала је погодна за цементиране карбиде и карбуризовани челик, док је ХРБ погодна за меки челик, легуре алуминијума и легуре бакра. Одабир погрешне скале чини добијене податке бескорисним.
Принципи тестирања и примена различитих метода мерења тврдоће материјала – ТестДог (Социентифиц Ресеарцх Сервицес)
ИИИ. Тврдоћа по Викерсу (ХВ): Нанесите лагани притисак, испитајте танке слојеве
Викерсова тврдоћа подсећа на Бринелову методу, али нуди прецизну прецизност. Користи дијамантски утискивач у облику квадратне{1}}пирамиде; када се притисне, оставља уредну удубину у облику квадрата-на површини материјала. Микроскоп се затим користи за мерење дужине дијагонале квадрата, омогућавајући израчунавање вредности тврдоће.
Можете то да замислите као да користите сићушни дијамант да нежно притиснете квадратну ознаку на површину материјала. Ова ознака је толико мала да је једва видљива голим оком.
Највеће предности Викерсовог теста тврдоће су његова свестраност и прецизност.
Широк опсег: Може да тестира материјале у распону од веома меких до веома тврдих и користи јединствену скалу-за разлику од Роквеловог теста, који је подељен на неколико различитих скала.
Подесиво оптерећење: Можете применити велику силу да тестирате расути материјал или врло малу силу да тестирате одређену локалну област.
Висока прецизност: Пошто је удубљење мало, омогућава високо циљано тестирање.
Викерсова скала тврдоће покрива широк опсег-од неколико ХВ до 3000 ХВ-што је чини најпрецизнијом међу уобичајеним тестовима тврдоће.
Сходно томе, истиче се у анализи „површинских карактеристика“ критичних за напредну производњу:
Танке плоче и компоненте са танким{0}}стинама: као што су алуминијумски зидови лименки за пиће или кућишта мобилних телефона.
Површински{0}}обрађени слојеви: прецизно мери тврдоћу угљенисаних, нитрираних или галванизованих слојева.
Микро{0}}компоненте: Прецизни делови величине нокта; док би други тестери тврдоће могли имати проблема да им приступе, Викерсов тест их решава са лакоћом.
Typical notation: >700ХВ0,5 („0,5“ означава испитну силу од 0,5 кг, која се обично користи за нитриране површине).
Утицај Викерсових удубљења на механичка својства чврсте-синтероване керамике од силицијум карбида без притиска
ИВ. Тврдоћа по Шору (ХС): лоптица која одбија-Уочава одскок
Претходне три методе укључују „статичко“ удубљење, док је тврдоћа по Шору „динамичка“.
Метода је прилично интересантна: тег који садржи мали дијамантски врх може слободно да падне са одређене висине на површину материјала и мери се висина његовог одскока. Што је већи одбој, то је материјал тврђи.
Можете то да замислите овако: ако баците скакућу лопту на бетонски под, она ће високо одскочити, али ако је баците на памук, она једва да одскочи. Тврдоћа по Шору ради на истом принципу. Предности ове методе су што је веома преносива и не-деструктивна. Инструмент се може лако носити и не оставља значајне трагове на радном предмету.
Стога се првенствено користи за:
Изузетно-велики, тешки предмети за обраду: као што су масивни ваљаоници (тешке стотине тона), велика турбинска вратила и џиновски отковци. Једноставно је немогуће преместити ове предмете на стони тестер тврдоће ради мерења.
-Тестирање на лицу места: Брзо одређивање тврдоће материјала директно на поду радионице или током одржавања опреме на отвореном.
Тестер тврдоће по Шору је ручни уређај посебно погодан за средње{0}}до-велике радне предмете у металургији и индустрији тешких машина, као што су ваљци, радилице и изузетно-велики зупчаници.
Посебна напомена: Тврдоћа по Шору (ХС) која се користи у производњи је потпуно другачија од Схоре тврдоће (ХА/ХБ) која се користи за гуму и пластику! Иако се називи разликују само по једном знаку, основни принципи и материјали који се тестирају су потпуно различити-зато се уверите да их не збуните.
Како бирате преносиви Лееб тестер тврдоће?
Како тачно треба да изаберете? Поставите себи три питања.
Сада када сте видели специјалитете ове четворице „стручњака“, да ли је слика јаснија? Хајде да резимирамо како да донесете брзу одлуку у стварном-светском радном сценарију:
1. Цео или део?
Укупне перформансе, сирови одливци/отковци, велике компоненте → ХБВ
Висока тврдоћа, каљени делови, брзе провере готових производа на лицу места → ХРЦ
2. Танак слој или мали комад?
Површински угљенисани слојеви, премази, танки лимови, ситни делови → ХВ
3. На-лицу места или у лабораторији?
Огромне компоненте (стотине тона), хитно-тестирање на лицу места → ХС
Проблем који многима задаје главобољу
Понекад ћете можда приметити да је исти материјал различито наведен у истом нацрту или различитим техничким документима-у којима се наводи 220–255 ХБВ на једном месту и 22–28 ХРЦ на другом. Да ли ове две спецификације значе исту ствар?
Ево претходног закључка: За стандардни каљени-и-челик (као што је челик 45), навођење ХБВ је чешћа и пожељнија пракса.
Разлог је једноставан: циљ каљења и каљења је постизање стабилних својстава у целом делу-и на површини и на језгру. Бринелов (ХБВ) тест ствара велико удубљење и мери укупно просечно стање материјала, што је савршено усклађено са овим захтевом. Штавише, национални стандарди препоручују коришћење Бринеллове методе првенствено за материјале са тврдоћом испод 450 ХБВ.
Дакле, зашто неки људи још увек наводе ХРЦ?
Постоји неколико могућих разлога: део би могао бити премали, због чега је Бринеллово удубљење превелико за мерење; радионица је можда навикла да користи Роцквелл тестере (због њихове брзине); или пракса може једноставно произаћи из старијих инжењерских цртежа. Што се тиче вредности, опсег од 220–255 ХБВ се претвара у приближно 20–26 ХРЦ, што се добро слаже са опсегом од 22–28 ХРЦ.
Ево кратког референтног водича: ХРЦ 30 ≈ ХВ 300; ХРЦ 40 ≈ ХВ 400; ХРЦ 50 ≈ ХВ 500.
На крају крајева, ниједан метод није апсолутно исправан или погрешан; него одражавају различите приступе инспекцији.
