Tri običajne metode testiranja trdote

Preizkušanje trdote je ključna metoda vrednotenja mehanskih lastnosti v znanosti o materialih, ki pomaga določiti odpornost materiala na vdolbine, praske ali obrabo. Spodaj so tri široko uporabljene metode testiranja trdote, vsaka s svojimi načeli, aplikacijami in značilnostmi.

 

1. Preizkušanje trdote po Rockwellu

Preskus trdote po Rockwellu meri trdoto materiala z določanjem globine vdolbine, ki jo povzroči določen vdolbinec pod določeno obremenitvijo. Uporablja dve obremenitvi: predhodno manjšo obremenitev za zagotovitev doslednega stika in veliko obremenitev za ustvarjanje vdolbine. Vrednost trdote po Rockwellu izhaja iz razlike v globini vdolbine pred in po uporabi večje obremenitve.

 

1. Zareze in lestvice:

 

Rockwell C (HRC): uporablja diamantno stožčasto vdolbino in je primerno za trde materiale, kot so kaljeno jeklo, cementni karbid in orodno jeklo.

 

Rockwell B (HRB): Uporablja jekleno kroglico s premerom 1/16 palca, idealno za mehkejše materiale, kot so žarjeno jeklo, bakrove zlitine in aluminijeve zlitine.

 

Rockwell A (HRA): uporablja tudi diamantni stožčasti indener, vendar z manjšo obremenitvijo, ki se uporablja za zelo trde materiale, kot so tanke jeklene pločevine in plitke - utrjene plasti.

 

1. Aplikacije: Široko se uporablja pri proizvodnji kovin, zlitin in toplotno - obdelanih komponent. Na primer, v avtomobilski industriji se uporablja za testiranje trdote delov motorja in sestavnih delov menjalnika, da se zagotovi njihova vzdržljivost.

 

2. Testiranje trdote po Brinellu

Preizkušanje trdote po Brinellu vključuje pritiskanje vdolbine s kroglico iz trdega jekla ali karbidne trdine na površino materiala pod določeno obremenitvijo za določen čas in nato merjenje premera vdolbine. Število trdote po Brinellu (HB) se izračuna na podlagi obremenitve in površine vdolbine.

 

• Načelo: Trdota po Brinellu (HB) se izračuna tako, da se uporabljena obremenitev (F) dvakrat deli s [π, pomnoženo s premerom vdolbine (D), in nato pomnoženo z (D minus kvadratni koren iz (D na kvadrat minus premer vdolbine (d) na kvadrat))].

 

• Lastnosti: Zagotavlja razmeroma veliko vdolbino, zaradi česar lokalni nehomogenosti materiala manj vplivajo na rezultat preskusa, zato je primeren za testiranje materialov z grobimi zrni ali neenakomerno strukturo, kot so lito železo in ulitki iz ne - železnih kovin.

 

• Aplikacije: Običajno se uporablja pri testiranju velikih obdelovancev, odkovkov in ulitkov. V gradbeništvu se lahko uporablja za testiranje trdote jeklenih palic in konstrukcijskega jekla za zagotavljanje kakovosti gradbenih konstrukcij.

 

3. Preizkušanje trdote po Vickersu

Preizkušanje trdote po Vickersu uporablja diamantno kvadratno piramidno vdolbino za pritisk na površino materiala pod določeno obremenitvijo. Trdotno število po Vickersu (HV) dobimo tako, da uporabljeno obremenitev delimo s površino vdolbine.

 

• Načelo: Formula za Vickersovo trdoto je HV=0.1891F/d²​, kjer je F obremenitev in d povprečna diagonalna dolžina vdolbine.

 

• Prednosti: Uporablja se lahko za širok razpon obremenitev, od zelo lahkih obremenitev za testiranje tankih filmov ali majhnih komponent do težkih obremenitev za testiranje razsutih materialov. Poleg tega so rezultati testa zelo natančni in jih je mogoče preprosto pretvoriti v druge lestvice trdote.

 

• Aplikacije: Pogosto se uporablja pri testiranju natančnih delov, kot so tisti v letalski in vesoljski industriji (komponente motorjev, lopatice turbin), elektronskih komponent in medicinskih naprav, kjer se zahteva visoka natančnost.

 

Zaključek

Vsaka od teh treh metod testiranja trdote ima svoje prednosti in primerne scenarije. Rockwell testiranje je hitro in primerno za rutinsko kontrolo kakovosti; Testiranje po Brinellu je dobro za grobozrnate - materiale; Vickersovo testiranje pa nudi visoko natančnost in vsestranskost. Izbira prave metode je odvisna od vrste materiala, velikosti komponente, zahtevane natančnosti in posebnih zahtev uporabe.