methoden en schalen voor het testen van de hardheid van metalen

geleiders

beeld: / Thaweesak Thipphamon

er zijn verschillende testmethoden en schalen die worden gebruikt om de relatieve hardheid van materialen zoals metalen te meten. Hieronder volgt een samenvatting van de meest voorkomende van deze methodologieën.

hardheidstest van Brinell

de test van Brinell voor het bepalen van de hardheid van metalen materialen bestaat uit het aanbrengen van een bekende belasting op het oppervlak van het te testen materiaal door een kogel van gehard staal met een bekende diameter. De diameter van de resulterende permanente indruk in het metaal wordt gemeten en het Brinell Hardheidsgetal (BHN) wordt vervolgens berekend aan de hand van de volgende formule, waarbij D = diameter van de kogel in millimeters, d = gemeten diameter aan de rand van de indruk in millimeters en P = toegepaste belasting in kilogram.

als de stalen kogel niet vervormd zou zijn onder de toegepaste belasting en als de indruk werkelijk bolvormig zou zijn, dan zou de voorgaande formule algemeen zijn en zou elke combinatie van de toegepaste belasting en de grootte van de kogel kunnen worden gebruikt. De indruk is echter niet helemaal een bolvormig oppervlak, want er moet altijd enige vervorming van de stalen kogel en enige herstel van de vorm van het metaal in de indruk; daarom moeten voor een standaard Brinell-test de grootte en de kenmerken van de kogel en de grootte van de toegepaste belasting worden gestandaardiseerd. In de standaard Brinell-test wordt een kogel van 10 millimeter in diameter en een belasting van 3000, 1500 of 500 kilogram gebruikt. Het is wenselijk, maar niet verplicht, dat de testbelasting zo groot is dat de diameter van de indruk tussen 2,50 en 4,75 millimeter ligt. De volgende testbelastingen en bij benadering Brinellgetallen voor dit bereik van drukdiameters zijn: 3000 kg, 160 tot 600 BHN; 1500 kg, 80 tot 300 BHN; 500 kg, 26 tot 100 BHN. Bij het uitvoeren van een Brinell-test moet de belasting gedurende ten minste 15 seconden voor ijzer en staal en gedurende ten minste 30 seconden voor het testen van andere metalen gelijkmatig en zonder schokken worden uitgeoefend. Voor magnesium en magnesiumlegeringen is bijvoorbeeld een minimumperiode van 2 minuten aanbevolen. (Voor de zachtere metalen worden soms lasten van 250, 125 of 100 kg gebruikt.)

volgens de American Society for Testing and Materials Standard E10-66 mag een stalen kogel worden gebruikt op materiaal met een BHN van niet meer dan 450, een Hultgren-kogel op materiaal van niet meer dan 500 of een hardmetalen kogel op materiaal van niet meer dan 630. De Brinell hardheidstest wordt niet aanbevolen voor materiaal met een BHN boven 630.

Rockwell hardheidsmeter

de Rockwell hardheidsmeter is in wezen een machine die de hardheid meet door de penetratiediepte van een penetrator in het monster onder bepaalde vaste testomstandigheden te bepalen. De penetrator kan een stalen kogel of een sferoconische diamantpenetrator zijn. Het hardheid nummer is gerelateerd aan de diepte van de inkeping, en het aantal is hoger hoe harder het materiaal. Een kleine belasting van 10 kg wordt eerst aangebracht, waardoor een eerste penetratie ontstaat; de wijzerplaat staat op nul op de zwarte schaal en de belangrijkste belasting wordt toegepast. Deze grote belasting is gewoonlijk 60 of 100 kg wanneer een stalen kogel als penetrator wordt gebruikt, maar andere belastingen kunnen indien nodig worden gebruikt. De kogelpenetrator is normaal 1 inch in diameter, maar andere penetrators met een grotere diameter, zoals 18 inch, kunnen worden gebruikt voor zachte metalen. Wanneer een diamant sferoconische penetrator wordt gebruikt, is de belasting meestal 150 kg. Ervaring bepaalt de beste combinatie van belasting en penetrator voor gebruik. Nadat de hoofdbelasting volgens de standaardprocedure is aangebracht en verwijderd, wordt de meting uitgevoerd terwijl de kleine belasting nog steeds wordt toegepast.

de Rockwell Hardheid schalen

de verschillende Rockwell schalen en hun toepassingen zijn weergegeven in de volgende tabel. Het type penetrator en de belasting die bij elke penetrator worden gebruikt, zijn aangegeven in de tabellen 5 en 6, die vergelijkende hardheidswaarden voor verschillende hardheidsschalen geven.

waar een ondiepe indruk of een klein oppervlak gewenst is voor materialen zachter dan gehard staal.

Shore ‘ s Scleroscoop

de Scleroscoop is een instrument dat de hardheid van het werk meet in termen van elasticiteit. Een diamanthamer mag vanaf een bekende hoogte op het te testen metaal vallen. Als deze hamer het metaal raakt, rebounds, en hoe harder het metaal, hoe groter de rebound. De extreme hoogte van de rebound wordt geregistreerd en een gemiddelde van een aantal metingen op een enkel stuk geeft een goede indicatie van de hardheid van het werk. De gladheid van het oppervlak van het werk beïnvloedt de lezing van het instrument. De metingen worden ook beïnvloed door de contour en de massa van het werk en de diepte van de zaak, en, in gecarbureerde werk, de zachte kern van lichtdiepte carbureren, pack-verharding, of cyanide verharding, absorberen van de kracht van de hamer vallen en het verminderen van de rebound. De hamer weegt ongeveer 40 korrels, de hoogte van de rebound van gehard staal is in de buurt van 100 op de schaal, of ongeveer 614 inches (158.8 mm), en de totale val is ongeveer 10 inches of 255 millimeter.

Vickers hardheidstest

de Vickers-test is in principe vergelijkbaar met de Brinell-test. De standaard Vickers penetrator is een vierkant-gebaseerde diamant piramide met een opgenomen punt hoek van 136 graden. De numerieke waarde van het hardheidsgetal is gelijk aan de toegepaste belasting in kilogram gedeeld door de oppervlakte van de piramidale indruk. Een glad, stevig ondersteund, vlak oppervlak is vereist. De belasting, die gewoonlijk gedurende 30 seconden wordt toegepast, kan zijn 5, 10, 20, 30, 50, of 120 kilo. De lading van 50 kilogram is het meest gebruikelijk. Het hardheidsgetal is gebaseerd op de diagonale lengte van de vierkante indruk. De Vickers-test wordt als zeer nauwkeurig beschouwd en kan worden toegepast op dunne platen en op grotere secties met de juiste belastingregeling.

Knoophardheid

de Knoophardheidstest is van toepassing op extreem dunne metalen, geplateerde oppervlakken, uitzonderlijk harde en brosse materialen, zeer ondiepe gecarbureerde of genitreerde oppervlakken, of wanneer de uitgeoefende belasting onder 3600 gram moet worden gehouden. De Knoop indentor is een diamant grond tot een langwerpige piramidale vorm en het produceert een inkeping met lange en korte diagonalen met een verhouding van ongeveer 7 tot 1. De lengtehoek van het indruklichaam is 172 graden, 30 minuten, en de dwarshoek 130 graden. De Tukon Tester waarin de Knoop indentor wordt gebruikt, is volautomatisch Onder elektronische besturing. De Knoop hardheid nummer is gelijk aan de belasting in kilogram gedeeld door het geprojecteerde gebied van de indrukking in vierkante millimeter. Het indrukgetal dat overeenkomt met de lange diagonaal en voor een bepaalde belasting kan worden bepaald aan de hand van een tabel die is berekend voor een theoretisch perfect indruklichaam. De belasting, die kan variëren van 25 tot 3600 gram, wordt gedurende een bepaalde periode en altijd normaal op het geteste oppervlak aangebracht. Krasvrije vlakke oppervlakken zijn vereist.

Monotron-Hardheidsindicator

met dit instrument wordt een diamantbol-impressorpunt met een diameter van 34 mm tot een diepte van 95000 inch in het materiaal gedrukt; de druk die nodig is om deze constante indruk te maken, geeft de hardheid aan. Een van de twee wijzerplaten toont de druk in kilogram en pond, en de andere toont de diepte van de indruk in millimeters en inches. Metingen in Brinell-nummers kunnen worden verkregen door middel van een schaal aangeduid als M-1.

Keep ‘ s Test

met dit apparaat maakt een standaard stalen boor een bepaald aantal omwentelingen terwijl hij met standaardkracht tegen het te testen monster wordt gedrukt. De hardheid wordt automatisch geregistreerd op een diagram waarop een dood zacht materiaal een horizontale lijn geeft, en een materiaal zo hard als de boor zelf een verticale lijn geeft, waarbij de gemiddelde hardheid wordt weergegeven door de overeenkomstige hoek tussen 0 en 90 graden.

samenvatting

dit artikel geeft een samenvatting van de gemeenschappelijke methoden en schalen voor het testen van de hardheid van metalen, met inbegrip van de hardheidsproeven van Brinell, Rockwell en Vickers. Leer meer over de eigenschappen van materialen uit het Machinery ‘ s Handbook, 30e editie, dat is gepubliceerd en beschikbaar is bij Industrial Press op Amazon.

om de aanvoerbronnen voor hardheidsmetinginstrumenten te vinden, bezoek het Thomas Supplier Discovery Platform waar u potentiële aanvoerbronnen kunt vinden voor meer dan 70.000 verschillende product-en dienstcategorieën.

Andere Metalen Artikelen

• Top Wolfraam en Hardmetaal Fabrikanten en Leveranciers in de verenigde staten
• Zirconia Gehard Alumina
• Typen Brons
• Over Draad Vormen Een Korte Handleiding
• Over de Draad van de Goederen – Een Korte Handleiding
• Over Roestvrij Staal – Een Korte Handleiding
• Titanium: Dichtheid, en Andere Kenmerken, en Gebruikt
• Soorten Aluminium en Nikkel Legeringen
• Standaard plaatwerk Maten
• Top Leveranciers van Metalen