Una dintre cele mai comune caracteristici care determină calitatea metalelor și a aliajelor, posibilitatea utilizării lor în diferite modele și în condiții de funcționare diferite, este duritatea. Încercările de duritate sunt efectuate mai des decât alte caracteristici mecanice ale metalelor: rezistență, alungire etc.
Duritatea materialului se numește capacitatea de a rezista penetrării mecanice în stratul său de suprafață a unui alt solid. Pentru a determina duritatea suprafeței materialului cu forța presată corp opredelunnoy (cavitație) realizat sub forma unei bile de oțel, con de diamant, o piramidă sau un ac. Prin mărimea imprimării obținute pe suprafață, se apreciază duritatea materialului. Astfel, duritatea este înțeleasă ca rezistența materialului de deformare plastică locală care apare când un corp mai rigid, indenterul, este introdus în el. În funcție de metoda de măsurare a durității materialului, este caracterizat cantitativ prin numerele de duritate Brinell (HB). Rockwell (HRC) sau Vickers (HV).
Există mai multe metode de măsurare a durității, care diferă prin natura impactului vârfului. Duritatea poate fi măsurată prin apăsarea indenterului (metoda de presare), prin suflare sau prin revenirea vârfului bilei. Duritatea, determinată prin zgâriere, caracterizează rezistența la distrugere, prin proprietăți de rebound - elastice, presare - rezistență la deformarea plastică. O metodă promițătoare și de înaltă precizie este metoda de indentare continuă, în care se înregistrează diagrama deplasării care apare atunci când indenterul este introdus, cu înregistrarea simultană a forțelor. În funcție de viteza de aplicare a sarcinii pe indentor, duritatea distinge static (sarcina este aplicată fără probleme) și dinamică (sarcina este aplicată prin impact).
Tabelul 1 - Caracteristicile diferitelor metode de măsurare a durității
Spectrul larg al testelor de duritate se datorează mai multor avantaje față de alte tipuri de teste:
- simplitatea măsurătorilor, care nu necesită o probă specială și care poate fi efectuată direct pe părțile supuse încercării;
- productivitate ridicată;
- Măsurarea durității, de obicei, nu implică fracturarea unei părți și, după măsurare, poate fi utilizată în scopul acesteia;
- capacitatea de a evalua aproximativ duritatea altor caracteristici ale metalului (de exemplu, puterea finală).
Cel mai des utilizat măsurarea durității adâncitură obținută în indentor testul de metal sub formă de minge, un con și o piramidă (metodele Brinell, respectiv (Figura 1 a)), Rockwell (Figura 1b)) și Vickers (fig.1, c))) . Ca rezultat al presării unei sarcini suficient de mari, straturile de suprafață ale metalului situate sub vârf și în apropierea acestuia sunt deformate plastic. După ce încărcătura este îndepărtată, amprenta rămâne. Cantitatea de penetrare a vârfului în suprafața metalului va fi mai mică decât cea mai dificilă a materialului testat.
METODE CLASICE DE MĂSURARE A SOLIDITĂȚII
MĂSURAREA ÎNTĂMÂNTULUI DE BRINELL
Figura 2 - Schema de teste pentru duritatea Brinell
Metoda Brinell Duritate (GOST 9012-59), măsurată în epruvetă adâncitură de o bilă de oțel cu un anumit diametru D sub o sarcină predeterminată P pentru o perioadă predeterminată de timp (Fig. 2). Ca rezultat al indentării mingii pe suprafața eșantionului, se obține o amprentă (gaură).
Numărul de duritate Brinell, denumit HB (când se utilizează o bilă de oțel pentru metale cu o duritate de cel mult 450 unități) sau HBW
(Folosind o minge de aliaj metalic dur cu o duritate de cel mult 650 unități), este raportul dintre sarcină P la suprafața unei adâncitură sferică F, și se măsoară în kg / mm2 MPa sau:
Zona segmentului sferic va fi:
. mm 2. (2)
unde D este diametrul mingii, (mm);
h este adâncimea imprimării, (mm).
Deoarece este dificil să se măsoare adâncimea imprimării, este mai ușor să se măsoare diametrul unei imagini d. exprimați h prin diametrul mingii D și amprenta d:
apoi,
, mm 2 (4)
Duritatea Brinell este determinată de formula:
, kgf / mm 2 (5)
În practică, atunci când se calculează duritatea, nu se utilizează calculele cu formula (5), dar sunt utilizate tabele care sunt compilate pentru diametrele specificate ale bilelor, amprentelor și încărcăturilor. Bilele sunt folosite cu un diametru de 1,2; 2.5; 5; 10 mm. Diametrul bilei și sarcina sunt selectate în funcție de grosimea și duritatea probei. Pentru a obtine acelasi numar de duritate a unui material la testarea bilelor de diferite diametre, este necesar sa se respecte legea asemanarii dintre diametrele obtinute ale tiparirilor. Prin urmare, duritatea este măsurată la un raport constant între sarcina P și pătratul diametrului bilei D 2. Acest raport trebuie să fie diferit pentru metalele de duritate diferită.
Brinell număr duritate măsurate în încercarea standard (D = 10 mm, P = 3000 kgf) este scris după cum urmează: HB 350. Dacă testul se efectuează în alte condiții, înregistrarea va fi următoarea: HB 5/250 / sau 30-200 200 HB 5/250/30, ceea ce înseamnă - numărul de duritate 200 au primit în diametrul de încercare bilă de 5 mm sub o sarcină de încărcare de 250 kgf și durata de 30 s. La încercarea pentru duritate cu o bilă de carbură de tungsten, desemnarea HB este completată cu litera W, menținând indicii indicați.
Atunci când se măsoară duritatea folosind metoda Brinell, trebuie îndeplinite următoarele condiții:
Trimiteți-le prietenilor: