Kodem twardości metalu jest H. Zgodnie z różnymi metodami badania twardości, konwencjonalne reprezentacje obejmują twardość Brinella (HB), Rockwella (HRC), Vickersa (HV), Leeba (HL), Shore'a (HS) itp., Wśród których znajdują się m.in. Częściej stosowane są HB i HRC. HB ma szerszy zakres zastosowań, a HRC nadaje się do materiałów o dużej twardości powierzchniowej, np. twardości po obróbce cieplnej. Różnica polega na tym, że wgłębnik twardościomierza jest inny. Twardościomierz Brinella to wgłębnik kulkowy, natomiast twardościomierz Rockwella to wgłębnik diamentowy.
HV – odpowiedni do analizy mikroskopowej. Twardość Vickersa (HV) Docisnąć powierzchnię materiału obciążeniem mniejszym niż 120kg i wgłębnikiem diamentowym o kącie wierzchołkowym 136°. Pole powierzchni wgłębienia materiału dzieli się przez wartość obciążenia, czyli wartość twardości Vickersa (HV). Twardość Vickersa wyrażana jest jako HV (patrz GB/T4340-1999) i służy do pomiaru wyjątkowo cienkich próbek.
Przenośny tester twardości HL jest wygodny w pomiarze. Wykorzystuje głowicę kulową uderzenia, aby uderzyć w twardą powierzchnię i wywołać odbicie. Twardość oblicza się ze stosunku prędkości odbicia stempla w odległości 1 mm od powierzchni próbki do prędkości uderzenia. Wzór jest następujący: twardość Leeba HL=1000×VB (prędkość odbicia)/VA (prędkość uderzenia).
Przenośny twardościomierz Leeba można przeliczyć na twardość Brinella (HB), Rockwella (HRC), Vickersa (HV), Shore'a (HS) po pomiarze Leeba (HL). Lub użyj zasady Leeba, aby bezpośrednio zmierzyć wartość twardości za pomocą Brinella (HB), Rockwella (HRC), Vickersa (HV), Leeba (HL), Shore'a (HS).
HB – twardość Brinella:
Twardość Brinella (HB) jest zwykle stosowana w przypadku materiałów bardziej miękkich, takich jak metale nieżelazne, stal przed obróbką cieplną lub po wyżarzaniu. Twardość Rockwella (HRC) jest powszechnie stosowana w przypadku materiałów o wyższej twardości, takich jak twardość po obróbce cieplnej itp.
Twardość Brinella (HB) to obciążenie próbne o określonej wielkości. W badaną powierzchnię metalową wciska się kulkę ze stali hartowanej lub kulkę z węglika o określonej średnicy. Obciążenie próbne utrzymuje się przez określony czas, po czym obciążenie usuwa się w celu zmierzenia średnicy wgłębienia na badanej powierzchni. Wartość twardości Brinella jest ilorazem uzyskanym przez podzielenie obciążenia przez kulistą powierzchnię wcięcia. Ogólnie rzecz biorąc, kulka ze stali hartowanej o określonym rozmiarze (zwykle o średnicy 10 mm) jest wciskana w powierzchnię materiału pod pewnym obciążeniem (zwykle 3000 kg) i utrzymywana przez pewien okres czasu. Po usunięciu obciążenia stosunek obciążenia do powierzchni wcięcia jest wartością twardości Brinella (HB), a jednostką jest kilogram siły/mm2 (N/mm2).
Twardość Rockwella określa wskaźnik wartości twardości na podstawie głębokości odkształcenia plastycznego wcięcia. Jako jednostkę twardości stosuje się 0,002 mm. Gdy HB>450 lub próbka jest zbyt mała, nie można zastosować testu twardości Brinella i zamiast tego stosuje się pomiar twardości Rockwella. Wykorzystuje stożek diamentowy o kącie wierzchołkowym 120° lub kulkę stalową o średnicy 1,59 lub 3,18 mm do wciskania pod określonym obciążeniem w powierzchnię badanego materiału, a twardość materiału oblicza się na podstawie głębokości wcięcia. W zależności od twardości badanego materiału wyraża się ją w trzech różnych skalach:
HRA: Jest to twardość uzyskana przy użyciu obciążenia 60 kg i wgłębnika diamentowego, stosowanego w przypadku materiałów o wyjątkowo dużej twardości (takich jak węglik spiekany itp.).
HRB: Jest to twardość uzyskana przy użyciu obciążenia 100 kg i kulki ze stali hartowanej o średnicy 1,58 mm, która jest stosowana do materiałów o niższej twardości (takich jak stal wyżarzana, żeliwo itp.).
HRC: Jest to twardość uzyskana przy użyciu obciążenia 150 kg i wgłębnika diamentowego, stosowanego w przypadku materiałów o bardzo dużej twardości (takich jak stal hartowana itp.).
Ponadto:
1.HRC oznacza skalę twardości Rockwella C.
2.HRC i HB są szeroko stosowane w produkcji.
3. Zakres HRC HRC 20-67, odpowiednik HB225-650,
Jeżeli twardość jest wyższa niż ten zakres, należy zastosować skalę twardości Rockwella A HRA,
Jeżeli twardość jest niższa niż ten zakres, należy zastosować twardość Rockwella B w skali HRB,
Górną granicą twardości Brinella jest HB650, która nie może być wyższa od tej wartości.
4. Wgłębnikiem twardościomierza Rockwella w skali C jest diamentowy stożek o kącie wierzchołkowym 120 stopni. Obciążenie testowe ma określoną wartość. Chiński standard wynosi 150 kgf. Wgłębnikiem twardościomierza Brinella jest kulka ze stali hartowanej (HBS) lub kulka z węglika spiekanego (HBW). Obciążenie testowe zmienia się w zależności od średnicy kuli i wynosi od 3000 do 31,25 kgf.
5. Wgłębienie twardości Rockwella jest bardzo małe, a zmierzona wartość jest zlokalizowana. Aby znaleźć średnią wartość, należy zmierzyć kilka punktów. Nadaje się do wyrobów gotowych i cienkich plasterków i jest klasyfikowany jako badania nieniszczące. Wgłębienie twardości Brinella jest większe, zmierzona wartość jest dokładna, nie nadaje się do gotowych produktów i cienkich plasterków i generalnie nie jest klasyfikowana jako badania nieniszczące.
6. Wartość twardości Rockwella jest nienazwaną liczbą bez jednostek. (Dlatego niewłaściwe jest nazywanie twardości Rockwella pewnym stopniem.) Wartość twardości Brinella ma jednostki i ma pewien przybliżony związek z wytrzymałością na rozciąganie.
7. Twardość Rockwella jest wyświetlana bezpośrednio na tarczy lub wyświetlana cyfrowo. Jest łatwy w obsłudze, szybki i intuicyjny oraz nadaje się do masowej produkcji. Twardość Brinella wymaga pomiaru średnicy wcięcia za pomocą mikroskopu, a następnie sprawdzenia tabeli lub obliczenia, co jest bardziej kłopotliwe w obsłudze.
8. Pod pewnymi warunkami HB i HRC można zamieniać, przeglądając tabelę. Wzór obliczeń mentalnych można z grubsza zapisać jako: 1HRC≈1/10HB.
Test twardości jest prostą i łatwą metodą testową w badaniu właściwości mechanicznych. Aby zastosować test twardości do zastąpienia niektórych testów właściwości mechanicznych, w produkcji wymagana jest dokładniejsza zależność konwersji pomiędzy twardością i wytrzymałością.
Praktyka wykazała, że istnieje przybliżona odpowiednia zależność pomiędzy różnymi wartościami twardości materiałów metalowych oraz pomiędzy wartością twardości i wartością wytrzymałości. Ponieważ wartość twardości zależy od początkowej odporności na odkształcenie plastyczne i ciągłej odporności na odkształcenie plastyczne, im wyższa wytrzymałość materiału, tym wyższa odporność na odkształcenie plastyczne i tym wyższa wartość twardości.
Czas publikacji: 16 sierpnia 2024 r
