módszerek és skálák a fémek keménységének vizsgálatára

útmutatók

Image credit: /Thaweesak Thipphamon

számos különböző vizsgálati módszer és mérleg létezik az anyagok, például a fémek relatív keménységének mérésére. Az alábbiakban összefoglaljuk ezeket a módszertanokat.

Brinell keménységi teszt

a fémes anyagok keménységének meghatározására szolgáló Brinell-teszt abból áll, hogy ismert átmérőjű edzett acélgolyón keresztül ismert terhelést kell a vizsgálandó anyag felületére kifejteni. A kapott állandó lenyomat átmérőjét megmérjük a fémben, majd a Brinell keménységi számot (BHN) a következő képletből számítjuk ki, amelyben D = a golyó átmérője milliméterben, d = a lenyomat peremén mért átmérő milliméterben, P = az alkalmazott terhelés kilogrammban.

ha az acélgolyó nem deformálódott az alkalmazott terhelés alatt, és ha a benyomás valóban gömb alakú, akkor az előző képlet általános lenne, és az alkalmazott terhelés és a golyó méretének bármilyen kombinációja használható. A benyomás, azonban, nem egészen gömb alakú felület, mert az acélgolyónak mindig valamilyen deformációnak kell lennie, valamint a fém formájának bizonyos visszanyerése a benyomásban; ezért egy szabványos Brinell-teszt esetében a golyó méretét és jellemzőit, valamint az alkalmazott terhelés nagyságát szabványosítani kell. A szokásos Brinell-teszt során 10 milliméter átmérőjű gömböt, 3000, 1500 vagy 500 kilogramm terhelést használnak. Kívánatos, bár nem kötelező, hogy a vizsgálati terhelés olyan nagyságú legyen, hogy a lenyomat átmérője 2,50-4,75 mm legyen. A következő vizsgálati terhelések és hozzávetőleges Brinell-számok a lenyomatátmérők ezen tartományára: 3000 kg, 160-600 BHN; 1500 kg, 80-300 BHN; 500 kg, 26-100 BHN. A Brinell-teszt során a terhelést folyamatosan és rángatás nélkül kell alkalmazni vas és acél esetében legalább 15 másodpercig, más fémek vizsgálatakor pedig legalább 30 másodpercig. A magnézium és a magnéziumötvözetek esetében például legalább 2 perces időtartam ajánlott. (A lágyabb fémek esetében néha 250, 125 vagy 100 kg terhelést használnak.)

az American Society for Testing and Materials E10-66 szabvány szerint acélgolyó használható olyan anyagon, amelynek BHN-je nem haladja meg a 450-et, a Hultgren-golyó nem haladja meg az 500-at, vagy a Keményfém golyó nem haladja meg a 630-at. A Brinell keménységi teszt nem ajánlott olyan anyagoknál, amelyek BHN-értéke meghaladja a 630-at.

Rockwell keménységi teszt

a Rockwell keménységmérő lényegében olyan gép, amely a keménységet úgy méri, hogy bizonyos rögzített vizsgálati körülmények között meghatározza a penetrátor behatolási mélységét a mintába. A behatoló lehet acélgömb vagy gyémánt gömb alakú behatoló. A keménység száma a bemélyedés mélységéhez kapcsolódik, és annál nagyobb a szám, annál keményebb az anyag. Először 10 kg-os kisebb terhelést alkalmaznak, ami kezdeti behatolást okoz; a tárcsa nullára van állítva a fekete-ábra skálán, és a fő terhelést alkalmazzák. Ez a nagy terhelés általában 60 vagy 100 kg, ha acélgolyót használnak behatolóként, de szükség esetén más terhelések is alkalmazhatók. A golyós behatoló általában 1 hüvelyk átmérőjű, de más, nagyobb átmérőjű behatolók, például 18 hüvelyk, alkalmazhatók lágy fémekhez. Gyémánt szferokonikus penetrátor alkalmazása esetén a terhelés általában 150 kg. A tapasztalat határozza meg a terhelés és a behatoló legjobb kombinációját. A nagy terhelés alkalmazása és eltávolítása után a szokásos eljárás szerint a leolvasást a kisebb terhelés még mindig alkalmazzák.

a Rockwell keménységi skálák

a különböző Rockwell-skálákat és azok alkalmazását az alábbi táblázat mutatja. Az 5.és a 6. táblázat mutatja a behatoló típusát és az mindegyiknél használt terhelést, amelyek összehasonlító keménységi értékeket adnak a különböző keménységi skálákhoz.

ahol sekély benyomás vagy kis terület szükséges az edzett acélnál lágyabb anyagokhoz.

Shore Scleroscope

a scleroscope olyan eszköz, amely a munka keménységét a rugalmasság szempontjából méri. A gyémánt hegyű kalapácsnak ismert magasságból le kell esnie a vizsgálandó fémre. Ahogy ez a kalapács eltalálja a fémet, visszapattan, és minél keményebb a fém, annál nagyobb a visszapattanás. A visszapattanás extrém magasságát rögzítik, és egy darabon végzett mérések átlaga jól jelzi a munka keménységét. A munka felületi simasága befolyásolja a műszer olvasását. A leolvasásokat befolyásolja a munka kontúrja és tömege, valamint a tok mélysége, valamint a karburált munkában a fénymélységű karburálás, a csomagkeményedés vagy a cianid keményedés lágy magja, amely elnyeli a kalapács esésének erejét és csökkenti a visszapattanást. A kalapács súlya körülbelül 40 szem, az edzett acél visszapattanásának magassága a skála 100-as szomszédságában van, vagy körülbelül 614 hüvelyk (158,8 mm), a teljes esés pedig körülbelül 10 hüvelyk vagy 255 milliméter.

Vickers keménységi teszt

a Vickers teszt elvben hasonló a Brinell teszthez. A standard Vickers penetrator egy négyzet alapú gyémánt piramis, amelynek 136 fokos szöge van. A keménységszám számértéke megegyezik a kilogrammban alkalmazott terheléssel, osztva a piramis benyomás területével. Sima, szilárdan alátámasztott, sík felületre van szükség. A terhelés, amelyet általában 30 másodpercig alkalmaznak, lehet 5, 10, 20, 30, 50, vagy 120 kilogramm. Az 50 kilogrammos terhelés a leggyakoribb. A keménységi szám a négyzet alakú lenyomat átlós hosszán alapul. A Vickers-teszt nagyon pontosnak tekinthető, és alkalmazható vékony lemezekre, valamint nagyobb szakaszokra, megfelelő terhelésszabályozással.

Knoop keménységi számok

a Knoop keménységi teszt rendkívül vékony fém, bevont felületek, kivételesen kemény és törékeny anyagok, nagyon sekély karburált vagy nitridált felületek esetén alkalmazható, vagy amikor az alkalmazott terhelést 3600 gramm alatt kell tartani. A Knoop indentor egy hosszúkás piramis alakú gyémánt talaj, amely hosszú és rövid átlójú behúzást eredményez, körülbelül 7: 1 arányban. A behúzó hosszanti szöge 172 fok, 30 perc, a keresztirányú szög pedig 130 fok. A tukon teszter, amelyben a Knoop indentort használják, teljesen automatikus elektronikus vezérlés alatt. A Knoop keménységi szám megegyezik a kilogrammban kifejezett terheléssel, osztva a négyzet milliméterben vetített behúzási területtel. A hosszú átlónak és egy adott terhelésnek megfelelő behúzási szám meghatározható egy elméletileg tökéletes behúzóra kiszámított táblázatból. A terhelést, amely 25 és 3600 gramm között változhat, meghatározott ideig kell alkalmazni, és mindig normális a vizsgált felületre. Karcolásoktól mentes sík felületekre van szükség.

Monotron Keménységjelző

ezzel a műszerrel egy 34 mm átmérőjű gyémántgolyó-benyomó pontot kényszerítenek az anyagba 95000 hüvelyk mélységig; az állandó benyomás előállításához szükséges nyomás jelzi a keménységet. A két számlap egyike a nyomást kilogrammban és fontban mutatja, a másik pedig a benyomás mélységét milliméterben és hüvelykben. A Brinell-számok leolvasása az M-1-nek nevezett skála segítségével érhető el.

Keep ‘ s Test

ezzel a készülékkel egy szabványos acélfúró meghatározott számú fordulatot hajt végre, miközben szabványos erővel nyomja a vizsgálandó mintához. A keménységet automatikusan rögzítik egy diagramon, amelyen egy holt puha anyag vízszintes vonalat ad, és egy olyan kemény anyag, mint maga a fúró, függőleges vonalat ad, a köztes keménységet a megfelelő 0 és 90 fok közötti szög képviseli.

összefoglaló

ez a cikk összefoglalta a fémek keménységének vizsgálatára szolgáló általános módszereket és skálákat, beleértve a Brinell, Rockwell és Vickers keménységi teszteket. Tudjon meg többet az anyagok tulajdonságairól a Machinery ‘ s Handbook 30. kiadásában, amely az Industrial Press-től elérhető az Amazon-on.

a keménységvizsgáló eszközök beszerzési forrásainak megkereséséhez látogasson el a Thomas Supplier Discovery platformra, ahol több mint 70 000 különböző termék-és szolgáltatáskategória lehetséges beszerzési forrásait találhatja meg.

egyéb fémek cikkek

• Top Volfrám és volfrámkarbid gyártók és beszállítók az USA – ban
• cirkónium edzett alumínium – oxid
• típusú bronz
• a huzal formák – egy rövid útmutató
• a huzal áruk-egy rövid útmutató
• a rozsdamentes acél-egy rövid útmutató
• titán: sűrűség, egyéb jellemzők, és használ
• típusú alumínium és nikkel ötvözetek
• szabványos fémlemez méretek
• Top szállítók Fémek