Nustatymo metodas atkurta kietumas

Kietumas apibrėžiamas kaip apkrovos dydžio ir įdubos paviršiaus ploto, projekcijos ploto arba tūrio santykis. Išskirti paviršutiniškas, projekcija Ir tūrinis kietumas:

• paviršiaus kietumas- apkrovos ir spaudinio paviršiaus ploto santykis;
• projekcijos kietumas- apkrovos ir spaudinio projekcijos ploto santykis;
• tūrinis kietumas- apkrovos ir spausdinimo apimties santykis.

Kietumas matuojamas trimis diapazonais: makro, mikro, nano. Makro diapazonas reguliuoja įdubos apkrovą nuo 2 iki 30 kN. Mikrodiapazonas (žr. mikrokietumą) reguliuoja įdubos apkrovą iki 2 N, o įdubos įsiskverbimo gylį – didesnį nei 0,2 µm. Nano diapazonas reguliuoja tik įdubos įsiskverbimo gylį, kuris turi būti mažesnis nei 0,2 µm. Kietumas nanoskalės diapazone dažnai vadinamas nanokietumas. Nanokietumo vertė gali labai skirtis nuo tos pačios medžiagos mikrokietumo. .

Išmatuotas kietumas visų pirma priklauso nuo įpjovos apkrovos. Ši priklausomybė vadinama dydžio efektas, anglų literatūroje - įdubos dydžio efektas. Kietumo priklausomybės nuo apkrovos pobūdį lemia įdubos forma:

• sferiniam įdubimui - didėjant apkrovai, kietumas didėja - atvirkštinio dydžio efektas (atvirkštinio įtraukos dydžio efektas);
• Vickerso ar Berkovičiaus piramidės formos įdubai - didėjant apkrovai, kietumas mažėja - tiesioginis arba tiesiog dydžio efektas (įdubos dydžio efektas);
• sferokoniniam įdubimui (kūgio tipas Rockwell kietumo matuokliui) - didėjant apkrovai, kietumas pirmiausia padidėja, kai įvedama sferinė įdubos dalis, o tada pradeda mažėti (kūginei įdubos daliai).

Kietumo matavimo metodai

Kietumo nustatymo metodai pagal apkrovos taikymo būdą skirstomi į: 1) statinis ir 2) dinamiškas(būgnai).

Kietumui matuoti yra kelios skalės (matavimo metodai):

• Brinelio metodas – kietumas nustatomas pagal atspaudo skersmenį, kurį palieka įspaustas į paviršių karbido rutulys. Kietumas apskaičiuojamas kaip rutulį veikiančios jėgos ir atspaudo ploto santykis (o atspaudo plotas imamas kaip rutulio dalies plotas, o ne kaip rutulio plotas apskritimas (Meyerio kietumas)); Brinelio kietumo vienetų matmuo MPa (kgf/mm²). Šiuo metodu nustatytas kietumas žymimas HBW, kur H yra kietumas. Anglų), B - Brinell, W - įdubimo medžiaga, tada nurodykite įdubos skersmenį, apkrovą ir laikymo laiką. Plieniniai rutuliai nebėra naudojami kaip Brinelio metodo įdubos.
• Rokvelo metodas – kietumas nustatomas pagal santykinį plieno, karbido rutulio ar deimantinio kūgio įdubimo į bandomos medžiagos paviršių gylį. Šiuo metodu nustatytas kietumas yra be matmenų ir žymimas HRA, HRB, HRC ir kt.; kietumas apskaičiuojamas pagal formulę HR = 100 (130) − jis, Kur h- santykinio antgalio įdubimo gylis pašalinus pagrindinę apkrovą, ir e- koeficientas lygus 0,002 mm Rockwell metodui ir 0,001 mm super Rockwell metodui. Taigi maksimalus Rockwell kietumas A ir C skalėje yra 100 vienetų, o B skalėje - 130 vienetų. Iš viso yra 54 Rockwell kietumo svarstyklės.
• Vickers metodas - kietumas nustatomas pagal atspaudo plotą, kurį palieka į paviršių įspausta tetraedrinė deimantų piramidė. Kietumas apskaičiuojamas kaip piramidei taikomos apkrovos ir atspaudo paviršiaus ploto santykis (atspaudo paviršiaus plotas imamas kaip geometriškai taisyklingos piramidės dalies plotas, o ne kaip tikrojo atspaudo paviršiaus plotas); Vickers kietumo vienetų matmuo kgf/mm². Šiuo metodu nustatytas kietumas žymimas HV su privaloma apkrova ir laikymo trukme.
• Shore metodai:

• Durometrai ir Asker svarstyklės – matavimo principas atitinka įdubimo metodą (Shore). Firminis ir nacionalinis Japoniška metodo modifikacija. Naudojamas minkštoms ir elastingoms medžiagoms. Nuo klasikinio Shore metodo skiriasi kai kuriais matavimo prietaiso parametrais, svarstyklių prekiniais pavadinimais ir įdubomis.

Kietumo tyrimo metodai skirstomi į dvi pagrindines kategorijas: statinio kietumo tyrimo metodus ir dinaminio kietumo tyrimo metodus.

Instrumentiniam kietumui nustatyti naudojami instrumentai, vadinami kietumo matuokliais. Kietumo nustatymo metodai, priklausomai nuo smūgio į objektą laipsnio, gali būti susiję ir su neardomaisiais, ir su ardomaisiais metodais.

Metalo kietumas. Metalo kietumo nustatymas. Brinelio ir Rokvelo metodas.

Kietumas – tai medžiagos gebėjimas atsispirti kito, kietesnio kūno spaudimui į ją: pjovimo įrankį, plaktuko smūgius, antspaudą ir kt.

Kietumas apibūdina gebėjimą apdoroti metalą mašinose, antspauduose ir rankiniais įrankiais. Jis nustatomas keliais būdais.

Neapdoroto nesugrūdinto plieno, ketaus ir spalvotųjų metalų kietumas nustatomas naudojant Brinell presą. Ant preso kėlimo stalo sumontuota dalis su nedideliu, iš anksto nuvalytu paviršiumi. Į šį paviršių tam tikra jėga įspaudžiamas grūdintas plieninis rutulys. Ant mėginio ar dalies lieka įspaudas. Kuo kietesnis metalas, tuo mažesnis bus įspaudo gylis ir skersmuo, ir atvirkščiai. Padalijus jėgos, kuria rutulys buvo įspaustas, kiekį iš atspaudo paviršiaus ploto, gauname Brinelio kietumo vertę. Jis matuojamas kilogramais kvadratiniam milimetrui (kgf/mm 2) ir žymimas raidėmis HB.

Jėgos dydis ir rutulio skersmuo parenkami priklausomai nuo bandomojo metalo storio ir tipo. Dalims, pagamintoms iš storos lakštinės medžiagos, arba pavyzdžiams, pagamintiems iš patvarių medžiagų (plieno, ketaus), naudojamas didžiausio skersmens rutulys - 10 mm ir maksimali apkrova 3000 kgf. Mėginių storis visais atvejais turi būti bent 10 kartų didesnis už įdubos gylį.

Tarp tempiamojo stiprio ir Brinelio kietumo yra tokie apytiksliai ryšiai: kalto ir valcuoto plieno σ b = 0,36 HB, pilkojo ketaus, lietinio plieno σ b = (0,3 - 0,4) HB. Pavyzdžiui, plieno, kurio kietumas HB = 200, tempiamasis stipris bus lygus: σ b = 200x0,36 = 72 kgf/mm 2.

Grūdinto plieno kietumas negali būti nustatytas naudojant Brinell presą, nes dėl mažo atspaudo dydžio jį sunku išmatuoti. Jei padidinsite apkrovą, galite sutraiškyti kamuolį. Todėl grūdintų plienų kietumas nustatomas naudojant Rockwell instrumentą, įspaudžiant deimantinį kūgį į metalą.

Rokvelo kietumas apibūdinamas kūgio įdubimo gylio skirtumu esant dviem specifinėms apkrovoms. Įdubimo gylis matuojamas automatiškai, rodyklė ant prietaiso ciferblato rodo kietumo reikšmę.

Rokvelo kietumas išreiškiamas abstrakčiais skaičiais ir žymimas raidėmis HRC. Rokvelo kietumą galima konvertuoti į Brinelio kietumą.

Esant aukštesnei temperatūrai, kietumas taip pat nustatomas naudojant Brinell preso įspaudų metodą. Tokiu atveju būtina atsižvelgti į rodmenų pokytį priklausomai nuo bandymo laiko. Kuo trumpesnis laikas, tuo aukštesni kietumo rodikliai.

Norint tinkamai naudoti atsargines dalis ir kitas dalis, reikia laikytis visų būtinų gamybos parametrų. Būtent dėl ​​šios priežasties kontrolės procesas yra toks svarbus gamyboje. Geležies komponentai turi daug svarbių parametrų, tokių kaip kietumas, stiprumas ar lankstumas.

Straipsnyje pakalbėsime apie svarbiausią procesą – metalų kietumo nustatymą, pakalbėsime apie matavimo metodus ir aiškumo dėlei pasiūlysime lentelę.

Koncepcija

Ruošinio kietumas yra medžiagos ypatybė, dėl kurios geležis sukuria pasipriešinimą, kai į jo sluoksnius liečiasi arba įsiskverbia svetimkūnis ar kūnas. Esant tam tikroms apkrovoms, jis neturėtų būti deformuojamas ar sunaikintas.

Šis parametras skirtas šiems tikslams:

Metalo būklės stebėjimas laikui bėgant.

Informacijos apie minimalias ir didžiausias leistinas ruošinio vertes gavimas.

Apdorojimo naudojant aukštą temperatūrą rezultatų analizė.

Šis kriterijus parodo, kaip dalis veiks toliau naudojant, taip pat koks jos galiojimo laikas. Tyrimams naudojami ir neapdoroti elementai, ir baigtos dalys.

Kaip nustatyti metalo kietumą: metodai

Yra daug būdų jį išmatuoti. Norint gauti tiksliausią rezultatą, vienu metu naudojami keli metodai. Pažvelkime į juos atidžiau:

pagal Brinell. Šis tyrimas apima specialaus rutulio įspaudimą į ruošinį. Po to, naudojant ant lygintuvo paliktą pėdsaką, matematiniais algoritmais apskaičiuojamas jo mechaninis koeficientas.

pagal Rokvelą. Šiuo atveju taip pat naudojamas rutulinis arba deimantinis kūgis. Parametras nustatomas naudojant skaičiavimus arba rodomas skalėje.

pasak Vickerso. Šis metodas yra pats tiksliausias ir tiksliausias matavimo metodas. Tyrimams atlikti naudojamas piramidės formos antgalis, pagamintas iš deimanto.

Metalo kietumo matavimo vienetai: kokį metodą pasirinkti

Atliekant bandymus laboratorijoje, reikiama metodika parenkama atsižvelgiant į detalės charakteristikas ir savybes. Jie apima:

Ruošinio dydis. Jei imtis yra per maža arba plona, ​​reikiamam koeficientui apskaičiuoti naudojamas Vickers metodas.

Apytikslė stiprumo vertė. Priklausomai nuo naudojamos medžiagos ir jos kiekio, įprasta naudoti skirtingus metodus. Pavyzdžiui, metalo kietumas pagal Brinell ir Rockwell yra apskaičiuojamas, jei ruošinys pagamintas iš mažo kietumo medžiagų arba iš legiruotojo plieno ir kitų lydinių.

Ruošinio storis. Vienas iš pagrindinių veiksnių yra detalės plotis matavimo vietoje. Dažnai šis veiksnys yra susijęs su cemento ir azoto sluoksniais.

Taip pat pažymime, kad visi reikalingi parametrai yra dokumentuoti tarpvalstybiniame standarte.

Metalo kietumo nustatymas pagal Brinelį: savybės

Šio tipo geležies ruošinių patikrinimas atliekamas pagal šiuos rodiklius:

Slėgio trukmė. Skirtingoms medžiagoms reikia skirtingo laiko. Plieniniams ir ketaus ruošiniams - nuo 10 iki 15 sekundžių, gaminiams iš spalvotųjų metalų - 30 sekundžių, kai kuriais ypatingais atvejais poveikio laikas gali padidėti iki 60-180 sekundžių.

Rutulio skersmuo. Šio įrankio pavadinimas yra įtrauka ir, atsižvelgiant į atsarginės dalies tipą, įprasta naudoti skirtingo skersmens tikrinimo įrankį. Dydis svyruoja nuo 1 iki 10 milimetrų.

Didžiausia kietumo vertė. Naudojant rutulį iš plieno - 450 HB, jei naudojamas kietasis lydinys - 650 HB.

Didžiausios galimos apkrovos. Matuojant stiprumą, naudojami specialūs svareliai, kurie reguliuoja bandomos detalės slėgio jėgą. Mažiausia tokio elemento vertė yra 153,2 N, didžiausia - 29420 N.

Brinelio lentelė:

Metalų kietumo matavimas Brinelio metodu

Norėdami apskaičiuoti reikiamą parametrą naudodami šį metodą, turite atlikti šią veiksmų seką:

Patikrinkite, ar ruošinys atitinka tarpvalstybinio standarto reikalavimus.

Įsitikinkite, kad įrenginys veikia tinkamai.

Pasirinkite tinkamą antgalį, nustatykite reikiamą jėgą, taip pat pritvirtinkite svorį ir nustatykite laiką.

Įjunkite įrenginį ir pradėkite bandyti medžiagą.

Išmatuokite metmenų skersmenį.

Apskaičiuokite reikiamą vertę.

Norėdami užbaigti paskutinį tašką, jums reikės šios formulės:

Iš to gauname:

• HB = (0,102*F) / (T*D*h)
• D – naudojamo antgalio skersmuo, matuojami mm,
• h – atspaudo ilgis gylyje, reikšmė – milimetrai.

Ši technika pasižymi padidintu tikslumu, ypač bandant minkštas medžiagas. Tai vienas pagrindinių ir populiariausių metalų ir lydinių kietumo matavimo būdų.

Metalo kietumo nustatymas pagal Rockwell

Šis metodas atsirado XX amžiaus pradžioje ir jam būdingas labiau automatizuotas procesas. Atkreipkite dėmesį, kad šis tikrinimo tipas dažniausiai naudojamas tvirtiems metaliniams ruošiniams.

Šios technikos ypatybės apima:

Patikrinimo laikas yra nuo 10 sekundžių iki minutės.

Indikatorius ant testavimo įrenginio korpuso gali būti apskaičiuotas aritmetiškai.

Piko rodikliai – HRA 20-800, HRB 20-100, HRC 20-70.

Įtraukimai. Priklausomai nuo naudojamo antgalio yra 11 svarstyklių, dažniausiai naudojamos A, B arba C.

Pažvelkime į patarimų tipus:

A – kūgio formos gaminys iš deimanto. Didžiausia slėgio vertė – 60 kgf. Tokie prietaisai daugiausia naudojami plonų valcavimo gaminių tikrinimui.

B – sferinė įduba, kurios dydis yra 1,588 milimetro. Dažniausiai pagaminti iš grūdinto plieno. Jo svoris yra 100 kgf. Tinka ruošiniams, pagamintiems iš atkaitintų medžiagų.

C – deimantinis antgalis, kurio slėgis yra 150 kgf. Šis prietaisas turėtų būti naudojamas bandant sukietėjusias medžiagas.

Mėginiai gali būti atliekami pakartotinai. Jų skaičius priklauso tik nuo ruošinio dydžio. Atstumas tarp matavimo taškų turi būti maždaug keturis kartus didesnis už galiuko skersmenį. Taip pat turėtumėte atkreipti dėmesį, kad šis metodas netaikomas visiems metalams. Gaminio storis turi būti bent dešimt kartų didesnis už įdubos įterpimo gylį.

Rockwell stalas:

Norėdami atlikti šį patikrinimą, turėsite atlikti šiuos veiksmus:

Patikrinkite ruošinio matmenis ir parametrus.

Pasirinkite reikiamą įtrauką ir nurodykite apkrovą.

Pritvirtinkite dalį.

Atlikite pradinę apkrovą, kurios vertė turėtų būti 10 kgf.

Atlikite pilną patikrinimą.

Rezultatas bus rodomas instrumento skalėje.

Norėdami patikrinti rezultatą, galite apskaičiuoti bendrą sumą matematiniu skaičiavimu.

Jei naudojate deimantinį įpjovą, kurio slėgis yra 60–150 kgf:

• ŠSD = 100 – ((H-h) / 0,002)

Naudojant geležinį rutulio formos antgalį, kurio slėgis yra apie 100 kgf, reikia naudoti šią formulę:

• ŠSD = 130 – ((H-h) / 0,002)
• h yra įdubos įdubos gylyje ilgis esant pirmam slėgiui,
• N – panaši vertė pakartotinai, pilnai apkrovai,
• 0,002 – antgalio judėjimo indikatorius, kai kietumas pasislenka vienu vienetu.

Ši technika yra pati paprasčiausia iš visų siūlomų, tačiau ji neduoda tiksliausio rezultato. Nepaisant to, tai leidžia apskaičiuoti kietųjų metalų lydinių koeficientus.

Metalų kietumo nustatymo metodai: Vickers metodas

Šis patikrinimo būdas yra paprasčiausias ir tiksliausias. Visa procedūra susideda iš deimanto piramidės formos įdubos įspaudimo į ruošinio korpusą. Ši technika pasižymi šiomis savybėmis:

Patarimas. Naudojamas deimantinis įdubimas 136 laipsnių kampu.

Slėgio laikas – 10-15 sekundžių.

Didžiausios apkrovos vertė. Ketaus ir plieno gaminiams - nuo 5 iki 100 kgf, vario lydiniai atlaiko nuo 2,5 iki 50 kgf, aliuminio ruošiniai - nuo 1 iki 100 kgf.

Išbandytos medžiagos. Šis metodas apima šių metalų - plieno lydinių ir spalvotųjų metalų su 450-500 HB, taip pat tų, kurie buvo apdoroti cheminiu ir terminiu būdu, tyrimą.

Vykdykite instrukcijas, kad patikrintumėte naudodami šį metodą:

Įsitikinkite, kad ruošinys yra tinkamas ir ar įranga veikia tinkamai.

Nustatykite didžiausią leistiną jėgą.

Pritvirtinkite atsarginę dalį.

Paleiskite įrenginį.

Gaukite bendrą skaičių įrenginio ekrane.

Jei norite patikrinti rezultatą atlikdami matematinę analizę, vadovaukitės pasiūlyta formule:

• HV = 1,8544* (F/d2)
• HV – metalo kietumo vienetas,
• F – jėga, matavimai atliekami kgf,
• d – įspaudo dydis milimetrais.

Ši technika naudojama labai tiksliai tiriant plonus ruošinius, taip pat mažo dydžio gaminius. Metodas leidžia gauti tiksliausią figūrą.

Savo produkcijos dėka siūlome europietiškos kokybės įrangą konkurencingomis kainomis. Mūsų įrenginių funkcionalumas kartojasi ir daugeliu atžvilgių netgi lenkia importuotas sistemas.

Dėl detalesnės informacijos ir konsultacijos susisiekite su mumis svetainėje nurodytu telefonu. Mūsų operatorius atsakys į visus jūsų klausimus.

Metalų ir lydinių kietumo nustatymas: skirtingų matavimų tipų atitikimas

Turėdami vieno patikrinimo metodo rezultatą, galite gauti duomenis kitose skalėse. Tam yra korespondencijos lentelės. Pažvelkime į juos atidžiau:

Ši lentelė yra labai tiksli, nes buvo sudaryta atliekant pakartotinius tyrimus.

Straipsnyje kalbėjome apie metalų ir lydinių kietumo matavimo metodus, išnagrinėjome jų savybes, davėme išsamias instrukcijas ir pasiūlėme atitikmenų lentelę. Norėdami atlikti tikslesnius matavimus, naudokite aukštos kokybės įrangą. Jį rasite mūsų kataloge.

Visi žinome, kad kiekviena medžiaga žemėje turi skirtingas savybes: fizines, chemines, mechanines, technologines, eksploatacines ir daugelį kitų. Tai taip pat apima kietumą. Visi jie kartu leidžia iš anksto nulemti jų taikymą vienoje ar kitoje žmogaus gyvenimo sferoje. Bet koks yra metalų, lydinių ar kitų medžiagų kietumas? Be kitų savybių, tai yra įdomiausia, nes nėra aiškaus jo apibrėžimo.

Kas yra kietumas?

Bet kurios medžiagos kietumas yra svarbi jos savybė, nes nuo to priklauso gaminamų konstrukcijų ilgaamžiškumas ir ilgaamžiškumas. Ir kadangi nėra aiškaus apibrėžimo, patį terminą galima „iššifruoti“ taip - tai medžiagos savybė atsispirti kito kūno (įrankio) įsiskverbimui į ją. Ši charakteristika leidžia įvertinti daugelio objektų kokybę:

• metalas (lydiniai);
• keramika;
• mediena;
• plastmasinis;
• akmuo;
• grafitas

Be to, kietumas turi įtakos tam tikros medžiagos apdorojimo laipsniui. Tai yra, kuo sunkiau, tuo sunkiau dirbti. Taip pat yra priešingai. Todėl gaminant įvairius amatus malonu dirbti su medžiu.

Skirtingi ekspertai turi savo kietumo sampratą. Pavyzdžiui, mineralogijos srityje šis apibrėžimas reiškia vienos medžiagos atsparumą įbrėžimams, kai ją veikia kitas objektas.

Metalurgijoje jie kiek kitaip supranta, kas yra kietumas – atsparumas plastinei deformacijai. Tačiau pagrindinis apibrėžimas, kuriuo remiasi dauguma bet kurios profesijos specialistų, pateiktas jau pačioje skyriaus pradžioje.

Tačiau kietumas gali pasireikšti įvairiais būdais:

• standumas;
• atsparumas:
• įbrėžimas;
• dilimas;
• pjaustymas;
• deformacija:
• lenkti;
• pertrauka;
• formos pasikeitimas.

Kuo didesnė kietumo vertė, tuo didesnis medžiagos atsparumo laipsnis. Remiantis tokia šios savybės apraiškų įvairove, yra įvairių būdų ją išmatuoti.

Kietumo matavimo metodai

Paprastai kietumo tyrimai atliekami dažniau nei nustatomos visos kitos medžiagų savybės – stiprumas, pailgėjimas ir kt. Yra keletas būdų, kaip sužinoti plieno ar bet kurio kito mineralo kietumą. Bet jie visi pagrįsti bendru principu: tiriamą mėginį veikia kitas objektas, taikydamas tam tikrą slėgį. Tai gali būti kamuolys, piramidė, smūgis.

Kietumas nustatomas pagal įsiskverbimo gylį ir slėgio indikatorius. Minimalios pastangos ir didelis gylis rodo žemas medžiagos savybes. Lygiai taip pat ir atvirkščiai, didelės jėgos ir mažas gylis – didelis kietumas.

Šiuo atveju testai gali būti dviejų pagrindinių tipų:

• Statinis.
• Dinamiškas.

Jei kontaktas tarp tiriamojo pavyzdžio ir objekto vyksta tam tikrą laiką, tada bandymas yra statinis. Priešingu atveju kalbame apie dinaminį kietumo nustatymo metodą.

Šiuo metu medžiagų kietumui nustatyti naudojami šie metodai:

• Vickers metodas (GOST 2999-75).
• Brinelio metodas (GOST 9012-59).
• Rokvelio metodas (GOST 9013-59).
• Šoro metodas.
• Moso metodas.

Konkretaus testo pasirinkimas priklauso nuo konkretaus dalių pritaikymo, reikalaujamo rezultato tikslumo, taip pat nuo galimybės atkartoti tyrimus skirtingomis sąlygomis.

Vickers metodas

Kas yra Vickerso kietumas? Šios technikos esmė – į pavyzdį įspausti piramidę iš deimantų. Piramidės formos įdubos kraštinių santykis turi būti griežtai apibrėžtas. Dėl bandymo ant bandinio lieka rombo formos įspaudas, o kartais jis gali būti netaisyklingos formos.

Kietumas žymimas dviem lotyniškomis raidėmis – HV – ir nustatomas priklausomai nuo gauto rombo įstrižainės vertės. Kartais naudojamas abiejų įstrižainių aritmetinis vidurkis.

Vickers kietumui matuoti naudojama įranga yra statinio tipo ir gali būti stacionari arba nešiojama. Pati procedūra atliekama taip:

• Mėginys dedamas ant įrangos darbo stalo tiriamu paviršiumi į viršų. Tada jis kartu su stalu kyla aukštyn, kol lengvai susiliečia su darbiniu antgaliu.
• Naudojant laiko relę, nustatoma tam tikra ekspozicijos valanda, po kurios belieka nuleisti svirtį, kuri įjungia pakrovimo mechanizmą. Pasibaigus bandymo laikui, apkrova pašalinama nuo detalės ir antgalis grįžta į ankstesnę padėtį.
• Įrangoje sumontuotas skaitymo mikroskopas, todėl atlikus operaciją reikia pasukti lentelę su pavyzdžiu į ją ir išmatuoti atspaudo įstrižaines.

Kai kuriais atvejais plieno ar bet kurios kitos medžiagos kietumas pagal šį metodą nurodomas apkrovos verte. Pavyzdžiui, šis žymėjimas HV 50 940 rodo, kad kietumas yra 940 vienetų veikiant 50 kg apkrovai.

Šio bandymo metodo pranašumai yra šie:

• Galima išmatuoti beveik bet kokio storio dalis dėl mažo paviršiaus ploto, kurį užima įdubimas (kraštutinė padėtis).
• Didelis rezultato tikslumas, kurį lemia idealus deimantinio antgalio kietumo laipsnis. Dėl to jis pats nėra deformuojamas.
• Matavimo diapazonas yra gana platus ir gali apimti tiek santykinai silpnus metalus, kaip aliuminis ir varis, taip pat didelio stiprumo plieną ir lydinius.
• Galima nustatyti vieno metalų sluoksnio kietumą. Pavyzdžiui, pavyzdyje buvo atliktas karbonizavimo procesas arba dėl paviršiaus sukietėjimo ar legiravimo pasikeitė detalės cheminė sudėtis.

Kaip rodo praktika, kietumo matavimo diapazonas yra nuo 145 iki 1000 HV. Didelės mėginių partijos kietumui matuoti yra automatizuota Reicherter iš Vokietijos įranga, turinti hidraulinę arba elektromechaninę pavarą. Rezultatas apskaičiuojamas automatiškai ir rodomas monitoriuje.

Brinelio kietumas

Pagal šį metodą kietumas taip pat žymimas dviem, bet skirtingomis raidėmis – HB – ir taip pat yra statinis testas. Temperatūra tyrimo metu turi būti 20±10 °C. Jo esmė tokia – mėginys suspaudžiamas grūdinto plieno rutuliu. Kartu su įranga taip pat yra dar vienas rutulys, pagamintas iš volframo-kobalto kietojo lydinio. Tai leidžia padidinti kietumo matavimo diapazoną.

Pagal standartą nustatomos tam tikros sąlygos, susijusios su Brinelio kietumu:

• Mėginys turi būti apkrautas nuo 12,25 iki 29420 N.
• Kamuoliukų dydis 1-10 mm.
• Ekspozicijos trukmė neturi viršyti 10-15 s.
• Įspaudas ant mėginio neturi viršyti: 0,2–0,7 D (D yra rutulio skersmuo).

Matavimo procesas vyksta taip:

• Mėginys padedamas ant stalo ir pritvirtinamas prie atramos.
• Pavaroje nustatoma reikiama apkrovos vertė, po kurios suaktyvinamas velenas.
• Procedūros pabaigoje darbinis antgalis grįžta į pradinę padėtį. Ekrane galite pamatyti ciferblato indikatorių, kuris parodys spaudinio skersmenį. Pats kietumas nustatomas naudojant lentelę, esančią ant įrangos rėmo. Jei reikia pakeisti apkrovą, tam yra iš naujo montuojamų kaiščių rinkinys.

Yra nešiojamų įrankių, kuriuos gera naudoti lauke. Juose yra spaustukas, prie kurio tvirtinamas pavyzdys, o apkrovą sukuria rankena.

Lydinių kietumo matavimo darbinis diapazonas yra 8-450 HB, o tai atitinka daugumą plieno ir lydinių rūšių, naudojamų įvairių metalo konstrukcijų gamyboje. Bet kai tik viršijama viršutinė matavimo riba, tikslumas nebeatitinka tikrovės, o tai yra dėl įdubos deformacijos. Nerekomenduojama naudoti karbido rutuliukų, jei numatomas kietumas yra 350–450 HB.

Pagrindinis Brinell metodo privalumas yra galimybė nustatyti karštų mėginių kietumą. Tuo pačiu metu jis negali būti nustatytas ant dalių kraštų ar kraštų arba ant plonų pavyzdžių.

Rokvelo metodas

Raidės, žyminčios Rokvelo kietumą, yra HR. Šiuo metodu į mėginį įspaudžiamas plieninis rutulys arba deimantinis kūgis.

Bandymas atliekamas tokiomis sąlygomis:

• Mėginys yra iš anksto pakrautas, todėl išvengiama daugelio paviršiaus veiksnių įtakos: šiurkštumo, temperatūros, įdubimo greičio.
• Gaminama pagrindinė apkrova, ant kurios apskaičiuojamas rezultatas.
• Procedūra baigiama nuimant apkrovą.

Jei šis metodas lyginamas su ankstesniais kietumo nustatymo metodais, čia atsiranda trys skalės.

• A – žymimas HRA, įdubimas – deimantinis kūgis, matavimo diapazonas: 60-80 HRA. Taikoma didelio anglies lydinio įrankių plienams, taip pat kietiesiems lydiniams.
• B - žymimas HRB, indenteris - grūdintas rutulys, matavimo diapazonas: 35-100 HRB. Tai jau vidutinio kietumo plienai ir spalvotųjų metalų lydiniai.
• C - žymimas HRC, indenteris - deimantinis kūgis, matavimo diapazonas: 20-90 HRC. Vidutinio kietumo plienams.

Jei kalbame apie konkrečias kietumo apskaičiavimo sąlygas, pavyzdžiui, šalto valcavimo plono lakštinio plieno, tada Super-Rockwell metodas naudojamas su kietumo žymenimis HRN ir HRT.

Įranga taip pat gali būti stacionari arba nešiojama. Tokiu atveju pirmasis tipas valdomas naudojant elektromechaninę arba hidraulinę pavarą.

Rokvelo matavimus atlikti yra sunkiau, nes reikia nustatyti pirminį ir antrinį įdubos greitį. Be to, deimantinis darbinis antgalis turi kūgio formą, kuri turi įtakos rezultatui. Ir nustatyti gauto spaudinio dydį čia yra daug sunkiau.

Šoro kietumas

Šoro metodas turi pagrindinį skiriamąjį bruožą. Visi aukščiau aprašyti metalų ir kitų medžiagų kietumo nustatymo metodai turėjo bendrą trūkumą – ant bandinio paviršiaus atsiranda įspaudas. Tokiu atveju, jei reikia, išbandytos dalies negalima iš naujo sumontuoti į mazgą ar konstrukciją. Šoro technika visiškai pašalina tokią deformaciją.

Be to, matuojant, pavyzdžiui, plieno kietumą, jau yra dinaminio tipo bandymas, o jo esmė yra tokia. Į tiriamo mėginio paviršių iškeliamas skleroskopas (nešiojamas kietumo matuoklis), kurio viduje yra plieninė veržlė su deimantiniu antgaliu. Kietumas apibrėžiamas taip: kuo minkštesnė medžiaga, tuo mažesnis atsimušimo atstumas bus dėl to, kad pati medžiaga sugers smūgį. Ir kuo kietesnis mėginys, tuo didesnis bus atšokimas.

Matavimo diapazonas yra nuo 30 iki 140 HS. Grūdintas daug anglies plienas atitinka 100 HS. O kadangi įranga nepažeidžia gaminių paviršiaus, tai aktualu testuojant tas dalis, kurios yra veikiančio mazgo ar mazgo konstrukcijos dalis.

Šią techniką lengva įdiegti, įvertinimas atliekamas gana greitai ir detalę galima iš naujo sumontuoti į mazgą. Visa tai galima laikyti pagrindiniais privalumais. Tačiau yra tam tikrų apribojimų.

HS kietumo skalė neturi standarto, tačiau yra lentelių ir grafikų, kurie leidžia konvertuoti SHOR vienetus į HV, HR arba HB reikšmes. Puolėjo atšokusį atstumą įtakoja tokia charakteristika kaip Youngo modulis. Todėl neįmanoma palyginti skirtingų medžiagų HS vienetų.

Be to, SHOR kietumas yra tik lyginamoji vertė. Be to, rezultatų tikslumas yra pastebimai mažesnis nei visų aukščiau išvardytų analogų.

Moso skalė

Vokiečių mokslininkas Friedrichas Mohsas dar 1811 metais pasiūlė savo metodą skirtingų medžiagų kietumui nustatyti. Be to, jo skalėje yra vertės nuo 1 iki 10, o tai atitinka labiausiai paplitusius mineralus, pradedant talku (minkščiausiu akmeniu) ir baigiant deimantu (kiečiausiu).

Pati technika yra labai paprasta ir pagrįsta bandomojo mėginio atsparumu įbrėžimams. Pavyzdžiui, objektas B gali subraižyti korpusą C, bet neturi jokio poveikio daliai A. Arba, atvirkščiai, medžiaga A tik šiek tiek subraižo dalį B, bet gali rimtai sugadinti objektą C.

Nepaisant to, kad kietumo nustatymo metodas naudojant Moso skalę buvo pasiūlytas šiek tiek daugiau nei prieš du šimtmečius, jis sėkmingai naudojamas iki šiol. Tik gautas rezultatas suteikia toli gražu ne išsamią informaciją, nes nėra absoliučių verčių ir neįmanoma nustatyti santykio pagal kietumą. Kitaip tariant, neįmanoma pasakyti, kiek kartų viena iš medžiagų yra kietesnė ar minkštesnė už kitą.

Moho kietumo standartai

Šie 10 mineralų yra naudojami kaip standartas kietumui nustatyti naudojant Moho metodą (priskirta vertė bus nurodyta skliausteliuose):

1. Talkas.
2. Gipsas.
3. Kalcitas.
4. Fluoritas.
5. Apatitas.
6. Ortoklasė.
7. Kvarcas.
8. Topazas.
9. Korundas.
10. Deimantas.

Kas yra šie mineralai? Toliau juos visus trumpai apibūdinsime.

Penketukas

Talko milteliai yra tokie minkšti, kad galite juos subraižyti nagu. Pieštukai (tiksliau, grafitas) turi tokį patį kietumą. Pagal skalę jis atitinka vieną. Jis gerai žinomas daugeliui žmonių, nes naudojamas kūdikių pudrai gaminti.

Kitas kiečiausias yra gipsas (2), kuris taip pat lengvai subraižomas ir turi ypatingą savybę. Susmulkinus į miltelius ir sumaišius su vandeniu, gaunama lėkštę primenanti masė, kuriai galima suteikti bet kokią formą. Be baltos spalvos, yra originalių geltonų variantų.

Neatsitiktinai kalcitas yra trečioje vietoje (3). Nagu subraižyti negalima, o varine moneta – galima. Auksas ir sidabras turi tą patį kietumo laipsnį. Antrasis jo pavadinimas yra biomineralinis ir iš jo gaminami kriauklės.

Fluoritas taip pat vadinamas fluoršpatu ir verčiamas kaip „tekantis“. Jo negali subraižyti nei nagas, nei moneta, ko negalima pasakyti apie stiklą ar įprastą peilį. Jo kietumas, kaip jūs suprantate, yra 4.

Penktoje vietoje – apatitas (5), kurį dar galima subraižyti peiliu ar stikline (ta pačia savybe gali pasigirti ir lapis lazuli). Šio mineralo pagalba išgaunamas fosforas arba fosforo rūgštis.

Antras penketukas

Šešta sąraše yra ortoklazė, kuri nebeima stiklo, bet negali atsispirti dildei. Jis yra vertingas pramonei kaip elektrokeramikos ir porceliano gamybos šaltinis. Opalas turi panašų kietumą, tačiau jis negali būti naudojamas kaip standartas, nes yra daug jo veislių ir jie visi turi savo stiprumo ypatybes.

Septintoje vietoje mūsų kietumo savybių „reitinge“ yra gerai žinomas kvarcas, atitinkantis jo rodiklį - 7. Daugelis jį žino kaip paprastą smėlį. Tačiau jis gali būti ir kitų formų: kalnų krištolo, agato, ametisto pavidalu.

Tarp svarstomų mineralų topazas yra sunkiausias (8). Jį sunku apdoroti, daugeliu atvejų tam naudojamas deimantas. Pirmą kartą jis buvo aptiktas Topazijos saloje, esančioje Raudonojoje jūroje. Iš čia ir kilo jos pavadinimas.

Atrodo, kad korundas savo kietumu yra identiškas deimantui, tačiau jo charakteristikos buvo nustatytos kitais metodais. Ir dėl to deimantas yra daug kietesnis už korundą (90-180 kartų). Rubinai ir safyrai taip pat laikomi šiuo mineralu, o dėl savo kietumo idealiai tinka abrazyviniams įrankiams gaminti.

Dešimtuką užbaigia deimantas, kuris pagal stiprumą neturi lygių tarp visų esamų mineralų, o jo kietumo įvertinimas yra pelnytas 10!

Kietumas – tai medžiagos savybė atsispirti kito kietesnio kūno, pavyzdžiui, įrankio, įsiskverbimui į ją. Medžiagų panaudojimo sritis, jų elgsena eksploatacijos metu ir išvaizdos išsaugojimas priklauso nuo kietumo. Ši charakteristika naudojama vertinant metalų, plastikų, keramikos, medžio, akmens ir kitų medžiagų kokybę.

Tai daro didelę įtaką medžiagos apdorojimo pobūdžiui ir sudėtingumui.

Medžiagų kietumą galima nustatyti keliais būdais: įbrėžimas, įdubimas, pradūrimas standartine adata, bandymas naudojant smogtuvą ir švytuoklės svyravimai. Visi jie pagrįsti mineralo, rutulio, piramidės ar perforatoriaus įvedimu į bandinį esant tam tikram slėgiui: kuo mažesnė jėga ir didesnis įsiskverbimo gylis, tuo mažesnis medžiagos kietumas ir atvirkščiai. .

Paprasčiausias ir praktikoje labiausiai paplitęs būdas nustatyti natūralaus akmens medžiagų kietumą – subraižyti jas kitais mineralais pagal kietumo skalę. Praėjusiame amžiuje vokiečių mokslininko F. Mohso pasiūlytoje skalėje yra 10 mineralų nuo minkštiausių (talkas) iki kiečiausių (deimantas), o mineralo serijos numeris skalėje atitinka jo kietumą ir kiekvieną paskesnį mineralo lapelį. linija (įbrėžimas) ant ankstesnio, bet jis pats nėra nubrėžtas (žr. 3 lentelę).

Kitų medžiagų kietumas nustatomas įvairiais būdais, dažniausiai naudojant specialius instrumentus. Metalų, betono, medienos ir plastikų (išskyrus akytas) kietumas vertinamas įspaudžiant į mėginius plieno rutulį arba deimantinį kūgį. Kietumo vertė nustatoma pagal rutulio ar kūgio įdubimo gylį arba pagal gauto atspaudo skersmenį.

Skaitmeninės medžiagų kietumo charakteristikos yra kietumo skaičiai, kurie apibendrinami įvairiomis skalėmis, atitinkančiomis skirtingus jo matavimo būdus. Kietumo skaičiai nurodomi HB (Brinelio metodas), HV (Vickerso metodas), HR (Rockwell metodas) vienetais, kur H yra pirmoji angliško žodžio hardness - hardness raidė.

Nustatant kietumą Rockwell metodu, įvedami papildomi žymėjimai: B (rutulinis), C ir A (kūgis, su skirtingomis apkrovomis). Paaiškinkime tai naudodami metalų kietumo nustatymo pavyzdį: nesugrūdintoms dalims naudojamas grūdintas plieninis rutulys ir 100 kg sveriantis svoris, kietumas matuojamas raudonoje skalėje B ir žymimas HRB; grūdintoms dalims didelis kietumas, naudojamas deimantinis kūgis ir 150 kg sverianti apkrova, kietumas matuojamas juodoje skalėje C ir žymi HRC; Ypač kietoms ar plonoms dalims naudojamas ir deimantinis kūgis, tačiau apkrova 60 kg, kietumas matuojamas specialaus prietaiso A skalėje ir žymimas HRA.

Reikėtų pažymėti, kad medžiagos kietumas ne visada atitinka jos stiprumą. Pavyzdžiui, mediena, nors ir gerokai prastesnė už betono kietumą, turi tokį patį stiprumą kaip ir ji.