metode și Scale pentru testarea durității metalelor

Ghiduri

credit Imagine: /Thaweesak Thiphamon

există mai multe metode de testare și scale diferite care sunt utilizate pentru a măsura duritatea relativă a materialelor, cum ar fi metalele. Mai jos este un rezumat al celor mai frecvente dintre aceste metodologii.

testul de duritate Brinell

testul Brinell pentru determinarea durității materialelor metalice constă în aplicarea unei sarcini cunoscute pe suprafața materialului care urmează să fie testat printr-o bilă de oțel călit cu diametrul cunoscut. Diametrul impresiei permanente rezultate în metal este măsurat și numărul de duritate Brinell (BHN) este apoi calculat din următoarea formulă în care D = diametrul bilei în milimetri, d = diametrul măsurat la marginea impresiei în milimetri și P = sarcina aplicată în kilograme.

dacă bila de oțel nu ar fi deformată sub sarcina aplicată și dacă impresia ar fi cu adevărat sferică, atunci formula precedentă ar fi una generală și ar putea fi utilizată orice combinație de sarcină aplicată și dimensiunea bilei. Impresia, cu toate acestea, nu este destul de o suprafață sferică, deoarece trebuie să existe întotdeauna o anumită deformare a bilei de oțel și o oarecare recuperare a formei metalului în impresie; prin urmare, pentru un test Brinell standard, dimensiunea și caracteristicile mingii și mărimea sarcinii aplicate trebuie standardizate. În testul standard Brinell, se folosește o bilă cu diametrul de 10 milimetri și o sarcină de 3000, 1500 sau 500 de kilograme. Este de dorit, deși nu este obligatoriu, ca sarcina de testare să fie de o asemenea amploare încât diametrul impresiei să fie cuprins între 2,50 și 4,75 milimetri. Următoarele sarcini de testare și numerele aproximative Brinell pentru această gamă de diametre de impresie sunt: 3000 kg, 160 până la 600 BHN; 1500 kg, 80 până la 300 BHN; 500 kg, 26 până la 100 BHN. La efectuarea unui test Brinell, sarcina trebuie aplicată constant și fără smucitură timp de cel puțin 15 secunde pentru fier și oțel și cel puțin 30 de secunde pentru testarea altor metale. O perioadă minimă de 2 minute, de exemplu, a fost recomandată pentru magneziu și aliaje de magneziu. (Pentru metalele mai moi, se folosesc uneori sarcini de 250, 125 sau 100 kg.)

conform Societății Americane pentru testare și materiale Standard E10-66, o bilă de oțel poate fi utilizată pe material având un BHN nu peste 450, o bilă Hultgren pe material nu peste 500 sau o bilă de carbură pe material nu peste 630. Testul de duritate Brinell nu este recomandat pentru materialul cu un BHN peste 630.

test de duritate Rockwell

testerul de duritate Rockwell este în esență o mașină care măsoară duritatea prin determinarea adâncimii de penetrare a unui penetrator în specimen în anumite condiții de testare fixe. Penetratorul poate fi fie o bilă de oțel, fie un penetrator sferoconic cu diamant. Numărul de duritate este legat de adâncimea de indentare, iar numărul este mai mare cu cât materialul este mai greu. Se aplică mai întâi o sarcină minoră de 10 kg, provocând o penetrare inițială; cadranul este setat la zero pe scara neagră, iar sarcina majoră este aplicată. Această sarcină majoră este de obicei 60 sau 100 kg atunci când o bilă de oțel este utilizată ca penetrator, dar alte sarcini pot fi utilizate atunci când este necesar. Penetratorul cu bilă are în mod normal 1 inch în diametru, dar alți penetratori cu diametru mai mare, cum ar fi 18 inch, pot fi folosiți pentru metale moi. Când se folosește un penetrator sferoconic cu diamant, sarcina este de obicei de 150 kg. Experiența decide cea mai bună combinație de încărcare și penetrator pentru utilizare. După ce sarcina majoră este aplicată și îndepărtată, conform procedurii standard, citirea este luată în timp ce sarcina minoră este încă aplicată.

cântarele de duritate Rockwell

diferitele scări Rockwell și aplicațiile lor sunt prezentate în tabelul următor. Tipul de penetrator și sarcina utilizată cu fiecare sunt prezentate în tabelele 5 și 6, care oferă valori de duritate comparative pentru diferite scări de duritate.

în cazul în care se dorește o impresie superficială sau o zonă mică pentru materiale mai moi decât oțelul întărit.

Scleroscopul lui Shore

scleroscopul este un instrument care măsoară duritatea lucrării în termeni de elasticitate. Un ciocan cu vârf de diamant este lăsat să cadă de la o înălțime cunoscută pe metalul care urmează să fie testat. Pe măsură ce acest ciocan lovește metalul, acesta revine, iar cu cât metalul este mai dur, cu atât este mai mare revenirea. Înălțimea extremă a revenirii este înregistrată și o medie a unui număr de citiri efectuate pe o singură piesă va da o bună indicație a durității lucrării. Netezimea suprafeței lucrării afectează citirea instrumentului. Citirile sunt, de asemenea, afectate de conturul și masa lucrării și de adâncimea carcasei și, în lucrările carburizate, miezul moale al carburării cu adâncime ușoară, întărirea ambalajului sau întărirea cianurii, absorbind forța căderii ciocanului și scăzând revenirea. Ciocanul cântărește aproximativ 40 de boabe, înălțimea revenirii oțelului întărit este în vecinătatea a 100 pe scară, sau aproximativ 614 inci (158,8 mm), iar căderea totală este de aproximativ 10 inci sau 255 milimetri.

testul de duritate Vickers

testul Vickers este similar în principiu cu testul Brinell. Penetratorul standard Vickers este o piramidă de diamant pe bază de pătrat având un unghi de punct inclus de 136 de grade. Valoarea numerică a numărului de duritate este egală cu sarcina aplicată în kilograme împărțită la aria impresiei piramidale. Este necesară o suprafață netedă, bine susținută și plană. Sarcina, care se aplică de obicei timp de 30 de secunde, poate fi 5, 10, 20, 30, 50, sau 120 de kilograme. Sarcina de 50 de kilograme este cea mai obișnuită. Numărul de duritate se bazează pe lungimea diagonală a impresiei pătrate. Testul Vickers este considerat a fi foarte precis și poate fi aplicat pe foi subțiri, precum și pe secțiuni mai mari, cu o reglare adecvată a sarcinii.

numere de duritate Knoop

testul de duritate Knoop se aplică metalelor extrem de subțiri, suprafețelor placate, materialelor extrem de dure și fragile, suprafețelor carburizate sau nitrurate foarte puțin adânci sau ori de câte ori sarcina aplicată trebuie menținută sub 3600 grame. Indentorul Knoop este un diamant măcinat într-o formă piramidală alungită și produce o indentare având diagonale lungi și scurte cu un raport de aproximativ 7 la 1. Unghiul longitudinal al liniuței este de 172 de grade, 30 de minute, iar unghiul transversal de 130 de grade. Testerul Tukon în care este utilizat indentorul Knoop este complet automat sub control electronic. Numărul de duritate Knoop este egal cu sarcina în kilograme împărțită la zona proiectată de indentare în milimetri pătrați. Numărul de indentare corespunzător diagonalei lungi și pentru o sarcină dată poate fi determinat dintr-un tabel calculat pentru o liniuță teoretic perfectă. Sarcina, care poate varia de la 25 la 3600 de grame, se aplică pentru o perioadă determinată și întotdeauna normală la suprafața testată. Sunt necesare suprafețe plane fără zgârieturi.

Indicator de duritate Monotron

cu acest instrument, un punct de impresionare cu bile de diamant cu diametrul de 34 mm este forțat în material la o adâncime de 95000 inch; presiunea necesară pentru a produce această impresie constantă indică duritatea. Unul dintre cele două cadrane arată presiunea în kilograme și kilograme, iar celălalt arată adâncimea impresiei în milimetri și inci. Citirile în numerele Brinell pot fi obținute cu ajutorul unei scări desemnate ca M-1.

Keep ‘ s Test

cu acest aparat, un burghiu standard din oțel face un număr definit de rotații în timp ce este presat cu forță standard împotriva specimenului care urmează să fie testat. Duritatea este înregistrată automat pe o diagramă pe care un material moale mort dă o linie orizontală, iar un material la fel de dur ca burghiul în sine dă o linie verticală, duritatea intermediară fiind reprezentată de unghiul corespunzător între 0 și 90 de grade.

rezumat

acest articol a rezumat metodele și scalele comune pentru testarea durității metalelor, inclusiv testele de duritate Brinell, Rockwell și Vickers. Aflați mai multe despre proprietățile materialelor din Manualul mașinilor, ediția a 30-A, care este publicat și disponibil de la Industrial Press pe Amazon.

pentru a localiza sursele de aprovizionare pentru instrumentele de testare a durității, vizitați platforma Thomas Supplier Discovery, unde puteți localiza surse potențiale de aprovizionare pentru peste 70.000 de categorii diferite de produse și servicii.

alte metale articole

• Top Tungsten și carbură de Tungsten producători și furnizori din SUA
• zirconiu alumină călită
• tipuri de bronz
• despre sârmă forme – un scurt ghid
• despre sârmă bunuri – un scurt ghid
• despre oțel inoxidabil – un scurt ghid
• Titan: densitate, alte caracteristici și utilizări
• tipuri de aliaje de aluminiu și nichel
• dimensiuni standard de tablă
• furnizori de top de metale