Cietības pārbaude ir viena no visplašāk izmantotajām materiālu pārbaudes metodēm. Lai precīzi noteiktu cietību, ir ērti lietot statiskos cietības mērījumus.

Kas ir Brinela cietība?

Brinela cietība (HBW) ir attiecība starp pielikto spēku un izdrukas virsmu. Indenters ir cieta metāla bumba ar diametru D, kuru ar spēku F iespiež materiāla virsmas slāņos. Bumbas diametrs ir standartizēts, un tas ir: 10; 5; 2,5; 1mm.

Nospiežot testa materiālu, iegūst pamatnes diametra dB un dziļuma kubiskā diametra formas druku. Brinela cietības mērītājs izmanto impulsa spēku no 9.807N līdz 29420N atkarībā no testa materiāla un lāpstiņriteņa lodītes diametra.

Tērauda vai tērauda materiālu testēšanai slodzi parasti piemēro no 10 līdz 15 sekundēm, bet citiem mīkstākiem materiāliem slodze jāpieliek vismaz 30 sekundes. Pārbaudāmajam priekšmetam jābūt attīrītam un attaukotam, un virsmai jābūt gludai, lai mērījums būtu pēc iespējas precīzāks, lai noteiktu kalottes trauka diametru.

Mērīšanas laikā nedrīkst būt vibrācijas, jo tās var pārmērīgi ietekmēt izmērītās cietības vērtības. Brinela cietība ir bez izmēra. Salīdzinājumā ar citām cietības pārbaudes metodēm Brinela lode atstāj visdziļāko un lielāko izdruku un tādējādi funkcionāli un / vai estētiski kropļo virsmu (ja cietību mēra uz izstrādājuma, nevis uz parauga).

Kas ir Rokvela cietība?

Atšķirībā no Brinela un Vickera metodēm, Rokvela metode nemēra nospieduma lielumu, bet gan ievilkuma dziļumu. Tāpēc Rokvela gadījumā cietību nolasa pēc cietības skalas pēc tam, kad tā ir atbrīvota.

Induktori ir izgatavoti no rombveida kāta vai akācijas bumbiņas. Stumbra rombiem ir maksimālais leņķis 1200 un rādiuss 0,2 mm apaļš, bet bumbiņas diametrs ir 1/16 ″ un 1/8 ″. HRB (lodveida) testu izmanto mīkstajiem un vidēji cietajiem metāliem, savukārt HRC (konusu) izmanto cietkoksnes un parasti termiski apstrādātiem materiāliem.

Kopējais iespējamais ievilkumu dziļums ir 0,2 mm (HRC) vai 0,26 mm (HRB) un tiek sadalīts 100 daļās ar HRC metodi vai 130 daļās HRB metodei, tāpēc Rokvela metodes cietība ir: 1e = 0,002 m. Izmantojot HRC metodi, ievilkumam ir dimanta stumbra forma, kuru 3 sekunžu laikā noslogo ar priekšslodzi F0 = 98,07 N, tādējādi iegūstot sākuma punktu, no kura mēra iespiešanās dziļumu.

Kopējā slodze F seko, pievienojot galveno slodzi F1 = 1373N uz laiku 4 ± 2 sekundes, un cietības daudzums nosaka ievilkuma dziļumu hR pēc galvenās slodzes F1 noņemšanas, kad rodas aizpildīšana sakarā ar materiāla elastība. HRB metodei mērīšanas princips ir vienāds, izņemot to, ka tērauda bumbiņu nospiež ar priekšslodzi F0 = 98.07N vai galveno slodzi F1 = 882.6N, lai kopējā slodze būtu F = 980.7N.

Atšķirība starp Brinelu un Rokvela cietību

  1. Brinela un Rokvela cietības ievilkumi

Brignella metodes gadījumā iespiešanās līdzeklis ir kaļķaina bumba (cietībai līdz 450HB) vai cieta metāla (cietībai līdz 650HB) ar diametru D, ko materiāla virsmas slāņos izstaro spēks F. Bumbu standarta diametrs ir 10, 5, 2,5, 2 un 1 mm.

Rokvela metodē tiek izmantoti vairāki iespiešanās līdzekļu veidi: mīkstiem materiāliem izmanto nelielu tērauda lodīti (HRB metode), cietajiem materiāliem - dimanta konusu (HRC metode). Dimanta konusa maksimālais leņķis ir 1200 un rādiuss ir 0,2 mm, bet tērauda lodīšu diametrs ir 1/16 ″, 1/8 ″, 1/4 ″ un 1/2 ″.

  1. Brinela un Rokvela cietības ilgums

Brinela tests ir ļoti lēns (30–60 sekundes).

Rokvela pārbaude ir īsāka (10–15 sekundes).

  1. Brinela un Rokvela cietības aprēķins

Brinela cietība (HB) ir pielietotā spēka F (N) un pirksta nospieduma S (mm2) attiecība: HBW = (F * 0,102 / S); S = π * D * h.

Pēc Rokvela metodes HRB = 130 - (e / 0,002); HRC = 100 - (e / 0,002)

  1. Brinela un Rokvela cietības pielietošana

Mīkstiem un vidēji cietiem materiāliem izmanto Brinela metodi.

Rokvela testu izmanto mīkstiem un vidēji cietiem materiāliem (alumīnijs, mīkstais tērauds, Cu sakausējumi utt.)

  1. Brinela un Rokvela cietības priekšrocības

Brinela metodes priekšrocības ir vienkārša virsmas sagatavošana un drukas diametra vienkārša mērīšana.

Rokvela metode ir ātrāka, ierīcē ir ātrāks tūlītējs cietības nolasījums, un tests atstāj seklu nospiedumu.

  1. Brinela un Rokvela cietības trūkumi

Brinela metodes trūkumi ir tādi, ka nevar izmērīt cietību ≥ 650 HB; cietība ir atkarīga no slodzes un saskaņā ar X (slodzes pakāpe), tāpēc ir jāizvēlas atbilstošais spēks F; pēc mērīšanas iespaids ir liels un atstāj redzamas pēdas.

Rokvela testam ir iespējama konusa pārrāvums un neprecizitāte ± 2 HRB / HRC.

Brinela un Rokvela cietība: salīdzināšanas tabula

Brinela VERSUS Rokvela cietība

Brinela versu kopsavilkums par Rokvela cietību

  • Brinela un Rokvela metodes ietilpst cietības pārbaudes statistisko metožu grupā. Katrai metodei ir savs mērķis, priekšrocības un trūkumi.

Atsauces

  • Callister, W. D., &. Retviks. D. G, Materiālzinātnes un inženierzinātņu pamati. NJ: Džons Vilijs un dēli, 2008. gads.
  • Tabors, D. Metālu cietība, Oksforda: Oxford University Press, 2007
  • Dowling, N. Materiālu mehāniskā izturēšanās, NJ: Prentice Hall, 1993. gads.
  • Attēla kredīts: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/BrinellHardness.svg/520px-BrinellHardness.svg.png
  • Attēla kredīts: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Hardness_comparisons_(Brinell_hardness).png#/media/File:Hardness_comparisons_(Brinell_hardness).png