Изпитването на твърдост е един от най-широко използваните методи за тестване на материали. Статичните измервания на твърдостта са удобни за точното определяне на твърдостта.

Какво е твърдост на Brinell?

Твърдостта на Brinell (HBW) е съотношението между приложената сила и повърхността на отпечатъка. Инденторът е твърда метална топка с диаметър D, който се отпечатва със сила F в повърхностните слоеве на материала. Диаметърът на топката е стандартизиран и възлиза на: 10; 5; 2.5; Еднаmm.

Чрез отпечатване на тестовия материал се генерира отпечатък на формата на кубичния диаметър на основния диаметър dB и дълбочината hB. Уредът за твърдост на Brinell използва импулсна сила от 9.807N до 29420N в зависимост от материала за изпитване и диаметъра на колелото на работното колело.

Товарът обикновено се прилага за 10 до 15 секунди в случай на изпитване на стомана или стоманени материали, а за други по-меки материали натоварването трябва да се прилага най-малко 30 секунди. Изпитваният трябва да бъде пречистен и обезмаслен, а повърхността гладка, така че измерването да бъде възможно най-точно, за да се определи диаметърът на купата на калотата.

По време на измерването не трябва да има вибрации, тъй като те могат неоправдано да повлияят на стойностите на измерената твърдост. Твърдостта на Brinell е безразмерна големина. В сравнение с други методи за изпитване на твърдостта, топката на Brinell оставя най-дълбокия и най-голям отпечатък и по този начин функционално и / или естетически деформира повърхността (ако твърдостта се измерва върху продукта, а не върху пробата).

Какво е твърдост на Рокуел?

За разлика от методите на Бринел и Викерс, методът на Рокуел не измерва размера на отпечатъка, а дълбочината на проникване в индентора. Ето защо в случай на Rockwell твърдостта се отчита в скалата на твърдостта, след като е била освободена.

Индукторите са изработени от диамантено стъбло или топка от акация. Диамантите на стъблата имат ъгъл на върха 1200 и радиус от 0,2 мм кръг, докато диаметърът на топката е 1/16 ″ и 1/8 ″. HRB (топка) тест се използва за меки и средно твърди метали, докато HRC (конус) се използва за твърди дървесини и обикновено термично обработени материали.

Общата възможна дълбочина на проникване на инденторите е 0,2 mm (HRC) или 0,26 mm (HRB) и се разделя на 100 части по HRC метод или 130 за HRB метод, така че твърдостта при метода на Rockwell е: 1e = 0,002m. В метода HRC инденторът има форма на диамантен багажник, който се зарежда с предварително зареждане F0 = 98,07 N за период от 3 секунди, като по този начин се получава начална точка, от която се измерва дълбочината на проникване.

Общото натоварване F следва, като се добави основният товар F1 = 1373N, за продължителност 4 ± 2 секунди, а количеството на твърдост определя дълбочината на проникване на индекса hR, след отстраняване на основния товар F1, когато напълването се случи поради еластичност на материала. При HRB метода принципът на измерване е един и същ, с изключение на това, че стоманената топка е отпечатана с предварително зареждане F0 = 98.07N или основно натоварване F1 = 882.6N, така че общото натоварване да е F = 980.7N.

Разлика между твърдостта на Бринел и Рокуел

  1. Индекси на твърдостта на Бринел и Рокуел

В случай на метод на Brignell, пенетраторът е варовита топка (за твърдост до 450HB) или твърд метал (за твърдост до 650HB) с диаметър D, който се излъчва със сила F в повърхностните слоеве на материала. Стандартните диаметри на топките са 10, 5, 2,5, 2 и 1 мм.

В метода на Рокуел се използват няколко вида пенетратори: за меки материали се използва малка стоманена топка (метод HRB), за твърди материали - диамантен конус (HRC метод). Диамантеният конус има върхов ъгъл 1200 и радиус от 0,2 мм кръг, докато диаметърът на стоманените топки е 1/16 ″, 1/8 ″, 1/4 ″ и 1/2 ″.

  1. Продължителност на твърдостта на Бринел и Рокуел

Тестът на Бринел е много бавен (30 - 60 сек).

Тестът на Рокуел е по-кратък (10 - 15 сек).

  1. Изчисляване на твърдостта на Бринел и Рокуел

Твърдостта на Brinell (HB) е съотношението на приложената сила F (N) и повърхността на пръстовия отпечатък S (mm2): HBW = (F * 0.102 / S); S = π * D * h.

В метода на Рокуел HRB = 130 - (e / 0,002); HRC = 100 - (д / 0,002)

  1. Нанасяне на твърдост на Бринел и Рокуел

Методът на Бринел се използва за меки и средно твърди материали.

Тестът на Rockwell се използва за меки и средно твърди материали (алуминий, мека стомана, Cu сплави и т.н.)

  1. Предимства на твърдостта на Бринел и Рокуел

Предимства на метода на Brinell е простата подготовка на повърхността и лесното измерване на диаметъра на печата.

Методът на Рокуел е по-бърз, има по-висока скорост незабавно отчитане на твърдостта на устройството и тестът оставя плитък отпечатък.

  1. Недостатъци на твърдостта на Бринел и Рокуел

Недостатъците на метода на Бринел са, че твърдостта на ≥ 650 HB не може да бъде измерена; твърдостта зависи от натоварването и според X (степен на натоварване), така че е необходимо да се избере подходящата сила F; след измерването впечатлението е голямо и оставя видима следа.

За теста на Рокуел има възможност за счупване на конус и неточност ± 2 HRB / HRC.

Бринел срещу Рокуел Твърдост: Сравнителна таблица

Бринел VERSUS Rockwell Твърдост

Обобщение на твърдостта на Бринел Рокуел

  • Методите на Бринел и Рокуел попадат в групата на статистическите методи за тестване на твърдостта. Всеки метод има своето уникално предназначение, предимства и недостатъци.

Препратки

  • Callister, W. D., &. Rethwisch. D. G, Основи на материалознанието и инженерството. NJ: John Wiley & Sons, 2008.
  • Tabor, D. Твърдостта на металите, Oxford: Oxford University Press, 2007
  • Даулинг, Н. Механично поведение на материалите, NJ: Prentice Hall, 1993.
  • Кредит за изображение: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/BrinellHardness.svg/520px-BrinellHardness.svg.png
  • Кредитна снимка: https://bg.wikipedia.org/wiki/File:Hardness_comparisons_(Brinell_hardness).png#/media/File:Hardness_comparisons_(Brinell_hardness).png