Η σκληρότητα είναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός μεταλλικού υλικού να αντιστέκεται στην πίεση ή την χάραξη από μια εξωτερική δύναμη και είναι ένας από τους πιο σημαντικούς δείκτες των μηχανικών ιδιοτήτων των μεταλλικών υλικών. Η δοκιμή σκληρότητας είναι μια από τις πιο γρήγορες, οικονομικές και απλές μεθόδους δοκιμής για την αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων των μετάλλων. Η δοκιμή σκληρότητας μπορεί να αντικατοπτρίζει τις διαφορές στις ιδιότητες των μεταλλικών υλικών σε διαφορετικές χημικές συνθέσεις, οργανωτικές δομές και συνθήκες διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στην επιθεώρηση των ιδιοτήτων μετάλλων, στην επίβλεψη της ποιότητας της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας και στην ανάπτυξη νέων υλικά.
Σκληρότητα Brinell
Επιτυγχάνεται πιέζοντας μια σφαίρα από χάλυβα Quenching ή μπάλα καρβιδίου διαμέτρου D στην επιφάνεια του μεταλλικού υλικού που πρόκειται να μετρηθεί με ένα φορτίο P συγκεκριμένου μεγέθους, κρατώντας το για ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια αφαιρώντας το φορτίο. Ο λόγος του φορτίου P προς την επιφάνεια της εσοχής F είναι η τιμή σκληρότητας Brinell, που συμβολίζεται ως HB. Οι τιμές σκληρότητας Brinell εκφράζονται γενικά σε κιλά δύναμης/mm² (N/mm²), αλλά στην πράξη χρησιμοποιούνται συνήθως ως HBW ή HBS.
1 μέθοδος μέτρησης
Συνθήκες δοκιμής: το φορτίο δοκιμής και η διάμετρος της δοκιμαστικής χαλύβδινης σφαίρας πρέπει να καθοριστούν σύμφωνα με την πραγματική απόδοση του υλικού. Το κοινό φορτίο δοκιμής και η διάμετρος της χαλύβδινης σφαίρας έχουν σταθερά πρότυπα για προσαρμογή στη δοκιμή σκληρότητας διαφορετικών υλικών.
Διαδικασία μέτρησης: Το προς δοκιμή υλικό τοποθετείται πρώτα στον ελεγκτή σκληρότητας και στη συνέχεια πραγματοποιείται δοκιμή εσοχής με το επιλεγμένο φορτίο και τη χαλύβδινη σφαίρα. Μετά από συγκράτηση για ορισμένο χρόνο, αφαιρείται το φορτίο και μετράται η διάμετρος της εσοχής.
Υπολογισμός σκληρότητας: Με βάση τη διάμετρο της εσοχής, η τιμή σκληρότητας Brinell μπορεί να υπολογιστεί μέσω ενός τύπου ή αναζητώντας έναν πίνακα.
2 Εφαρμογή
Ο ελεγκτής σκληρότητας Brinell χρησιμοποιείται κυρίως για τον προσδιορισμό της σκληρότητας χυτοσιδήρου, χάλυβα, μη σιδηρούχων μετάλλων και μαλακών κραμάτων και άλλων υλικών.
Χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλουργία, τη σφυρηλάτηση, την ηλεκτρική ενέργεια, τα μηχανήματα πετρελαίου, τα σιδηροδρομικά οχήματα, τα αυτοκίνητα, τον στρατιωτικό εξοπλισμό, τα εργαστήρια, τα κολέγια και τα πανεπιστήμια και την επιστημονική έρευνα.
3 η μέθοδος έκφρασης
Σύμβολο σκληρότητας Brinell με HBS ή HBW. Το HBS υποδεικνύει ότι η εσοχή είναι σφαίρα από σκληρυμένο χάλυβα, που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της τιμής σκληρότητας Brinell 450 κάτω από το υλικό. Το HBW υποδεικνύει ότι η εσοχή είναι καρβίδιο με τσιμέντο, που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της τιμής σκληρότητας Brinell 650 κάτω από το υλικό.
Έκφραση: ο αριθμός πριν από το HBS ή το HBW είναι η τιμή σκληρότητας, ακολουθούμενο από αριθμούς για να υποδεικνύουν τις συνθήκες δοκιμής, συμπεριλαμβανομένης της διαμέτρου της σφαίρας της εσοχής, του φορτίου δοκιμής και του χρόνου διατήρησης του φορτίου δοκιμής (10~15s χωρίς σήμανση) . Για παράδειγμα, το 170HBS10/1000/30 υποδεικνύει ότι η τιμή σκληρότητας Brinell 170 μετρήθηκε με μια χαλύβδινη σφαίρα διαμέτρου 10 mm, που διατηρείται για 30 δευτερόλεπτα υπό δοκιμαστικό φορτίο 9807 N (1000 kg).
Σκληρότητα Vickers
Η σκληρότητα Vickers, που εκφράζεται με το σύμβολο HV, είναι η βρετανική Smith (Robert L. Smith) και Sedland (George E. Sandland) το 1921 στην εταιρεία Vickers (Vickers Ltd) που προτάθηκε. Χρησιμοποιεί μια σχετική επιφανειακή γωνία 136 μοιρών μεταξύ του θετικού πρισματικού κώνου με διαμάντι, στις προβλέψεις του φορτίου F υπό την επίδραση πίεσης στην επιφάνεια του δείγματος δοκιμής, διατηρεί ένα ορισμένο χρονικό διάστημα μετά την εκφόρτωση, μετράει το μήκος διαγώνιου εσοχής d , και στη συνέχεια υπολογίστε το εμβαδόν της επιφάνειας της εσοχής και, τέλος, εκτός της εσοχής της μέσης πίεσης στην επιφάνεια της σκληρότητας της τιμής Vickers μετάλλου.
1 Μέθοδος μέτρησης
Στην πραγματική μέτρηση, δεν χρειάζεται να κάνετε σύνθετους υπολογισμούς, αλλά σύμφωνα με το μετρούμενο μήκος της διαγώνιας της τιμής εσοχής d, ελέγξτε απευθείας τον πίνακα για να λάβετε τη μετρούμενη τιμή σκληρότητας.
Το ευρέως χρησιμοποιούμενο εύρος φορτίου του ελεγκτή σκληρότητας Vickers είναι 49,03 ~ 980,7 N, κατάλληλο για μεγαλύτερα τεμάχια εργασίας και βαθύτερο προσδιορισμό σκληρότητας επιφανειακού στρώματος.
Για τον προσδιορισμό της σκληρότητας του λεπτότερου τεμαχίου εργασίας, της επιφάνειας του εργαλείου ή του στρώματος επιμετάλλωσης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μικρό φορτίο σκληρότητας Vickers, δοκιμαστικό φορτίο 1,961 ~ 49,03 N.
Η σκληρότητα Micro Vickers είναι κατάλληλη για μικροσκοπική ανάλυση.
2 Αναπαράσταση
Η τιμή σκληρότητας Vickers της τυπικής μορφής για την αναφορά xHVy, όπου το x αντιπροσωπεύει την τιμή σκληρότητας Vickers, το y αντιπροσωπεύει τη μέτρηση της τιμής φορτίου που χρησιμοποιείται (μονάδα: kg δύναμη). Για παράδειγμα, η τιμή σκληρότητας 185HV5 είναι 185, η μέτρηση της τιμής φορτίου που χρησιμοποιείται για δύναμη 5 kg.
3 Εύρος εφαρμογής
Ο ελεγκτής σκληρότητας Vickers έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, μπορεί να μετρήσει σχεδόν όλα τα μεταλλικά υλικά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, από πολύ μαλακά υλικά έως πολύ σκληρά υλικά. Επιπλέον, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για δοκιμή σκληρότητας κεραμικών υλικών, πλαστικών και καουτσούκ, υλικών από χαρτόνι και ούτω καθεξής.
4 Απαιτήσεις δειγμάτων
Η επιφάνεια του δείγματος πρέπει να είναι λεία και επίπεδη, χωρίς δέρμα οξειδίων, υπολείμματα και λάδια.
Γενικά, η παράμετρος τραχύτητας επιφάνειας δείγματος σκληρότητας Vickers Ra δεν είναι μεγαλύτερη από {{0}}.40μm, το δείγμα σκληρότητας Vickers μικρού φορτίου δεν είναι μεγαλύτερο από 0,20 μm, το δείγμα σκληρότητας micro Vickers δεν είναι μεγαλύτερο από 0,10μm.
Σκληρότητα Rockwell
Η σκληρότητα Rockwell είναι ένας δείκτης για τον προσδιορισμό της τιμής σκληρότητας από το βάθος της πλαστικής παραμόρφωσης της εσοχής. Χρησιμοποιεί τις καθορισμένες συνθήκες της εσοχής (κώνος διαμαντιού, χαλύβδινη σφαίρα ή σφαίρα καρβιδίου βολφραμίου) που πιέζεται στην επιφάνεια του δείγματος σε δύο βήματα και μετράει το βάθος της εσοχής υπολειπόμενο βάθος h για να αναπαραστήσει τη σκληρότητα.
1 εσοχή μεθόδου μέτρησης και δύναμη δοκιμής
Δοκιμή σκληρότητας Rockwell χρησιμοποιώντας τρία είδη εσοχών (κώνος διαμαντιού και δύο διαμέτρους χαλύβδινης σφαίρας) και τρία είδη δοκιμαστικής δύναμης (60kg, 100kg, 150kg). Αυτοί οι συνδυασμοί αντιστοιχούν στη σκληρότητα Rockwell των εννέα κλιμάκων, συγκεκριμένα, HRA, HRB, HRC, HRD, HRE, HRF, HRG, HRH, HRK. Η επιφανειακή δοκιμή σκληρότητας Rockwell χρησιμοποιεί δύο εσοχές και τρεις μικρότερες δυνάμεις δοκιμής (15kg, 30kg, 45kg), που αντιστοιχούν σε έξι κλίμακες.
2 Υπολογισμός τιμής σκληρότητας
Η τιμή σκληρότητας Rockwell υπολογίζεται με τον ακόλουθο τύπο: N-σταθερά (για διαφορετικές κλίμακες, το N παίρνει 100 ή 130). h-υπολειπόμενο βάθος εσοχής, mm; S-σταθερά (για σκληρότητα Rockwell, S=0.002 mm· για επιφανειακή σκληρότητα Rockwell, S=0.001 mm).
3 Χαρακτηριστικά
Πλεονεκτήματα: Η δοκιμή σκληρότητας Rockwell είναι απλή και γρήγορη, η εσοχή είναι μικρή, ο προσδιορισμός ενός ευρέος φάσματος, που εφαρμόζεται στα περισσότερα μεταλλικά υλικά.
Μειονεκτήματα: κακή αντιπροσωπευτικότητα, επαναληψιμότητα δεδομένων δεν είναι καλή, δεν ισχύει για την οργάνωση ανώμαλου υλικού ή λεπτού υλικού και επιφανειακής σκλήρυνσης.
4 Εφαρμογή
Η δοκιμή σκληρότητας Rockwell χρησιμοποιείται συνήθως για υλικά με υψηλή σκληρότητα, όπως ο χάλυβας απόσβεσης, ο χυτοσίδηρος κ.λπ.
Οι τρεις κλίμακες που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι οι HRA, HRB και HRC, οι οποίες είναι κατάλληλες για υλικά διαφορετικής σκληρότητας.
Επιλογή κλιμάκων σκληρότητας
HRA: Χρησιμοποιείται για υλικά με υψηλότερη σκληρότητα, όπως φύλλο χάλυβα, καρβίδιο με τσιμέντο, με φορτίο 60 kg και εσοχή κώνου διαμαντιού.
HRB: Χρησιμοποιείται για υλικά με χαμηλότερη σκληρότητα, όπως μαλακό ατσάλι, μη σιδηρούχα μέταλλα, ανόπτηση χάλυβα κ.λπ., με φορτίο 100 kg και σκληρυμένο χάλυβα διαμέτρου 1,5875 mm.
HRC: Για υλικά με υψηλότερη σκληρότητα, όπως ο χάλυβας απόσβεσης, ο χυτοσίδηρος κ.λπ., με χρήση φορτίου 150 κιλών και εσοχή κώνου διαμαντιού.
Επιλέγοντας τον κατάλληλο συνδυασμό εσοχής και δύναμης δοκιμής, η δοκιμή σκληρότητας Rockwell μπορεί να παρέχει ακριβείς τιμές σκληρότητας, παρέχοντας μια σημαντική βάση για την επιλογή υλικού και τον ποιοτικό έλεγχο.