Три уобичајене методе испитивања тврдоће

Испитивање тврдоће је кључни метод за процену механичких својстава у науци о материјалима, који помаже у одређивању отпорности материјала на удубљење, гребање или хабање. Испод су три широко коришћене методе испитивања тврдоће, свака са својим принципима, применама и карактеристикама.

 

1. Испитивање тврдоће по Роцквеллу

Тест тврдоће по Роцквеллу мери тврдоћу материјала одређивањем дубине удубљења узроковане специфичним индентором под одређеним оптерећењем. Користи два оптерећења: прелиминарно мање оптерећење да би се обезбедио конзистентан контакт и велико оптерећење за стварање удубљења. Вредност тврдоће по Роквелу се изводи из разлике у дубини удубљења пре и после примене главног оптерећења.

 

1. Индентерс и Сцалес:

 

Роквел Ц (ХРЦ): Користи дијамантски конусни индентер и погодан је за тврде материјале као што су каљени челик, цементни карбид и алатни челик.

 

Роквел Б (ХРБ): Користи челичну куглицу пречника 1/16 инча, идеално за мекше материјале као што су жарени челик, легуре бакра и легуре алуминијума.

 

Роквел А (ХРА): Такође користи утискивач дијамантског конуса, али са мањим оптерећењем, који се користи за веома тврде материјале као што су танки челични лимови и плитки - каљени слојеви.

 

1. Апликације: Широко се користи у производњи метала, легура и термички - обрађених компоненти. На пример, у аутомобилској индустрији се користи за испитивање тврдоће делова мотора и компоненти мењача како би се осигурала њихова издржљивост.

 

2. Испитивање тврдоће по Бринелу

Испитивање тврдоће по Бринелу укључује утискивање тврдог челичног или карбидног утискивача кугле у површину материјала под одређеним оптерећењем током одређеног периода, а затим мерење пречника удубљења. Број тврдоће по Бринелу (ХБ) се израчунава на основу оптерећења и површине удубљења.

 

• Принцип: Тврдоћа по Бринелу (ХБ) се израчунава тако што се двоструко примењено оптерећење (Ф) подели са [π помножено са пречником утискивача (Д), а затим помножено са (Д минус квадратни корен (Д на квадрат минус пречник удубљења (д) на квадрат))].

 

• Карактеристике: Обезбеђује релативно велико удубљење, због чега на резултат испитивања мање утичу локалне нехомогености материјала, тако да је погодан за испитивање материјала са крупним зрнима или неравном структуром, као што су ливено гвожђе и одливци од обојених - метала.

 

• Апликације: Обично се користи у испитивању великих радних предмета, отковака и одливака. У грађевинској индустрији, може се користити за испитивање тврдоће челичних шипки и конструкцијског челика како би се осигурао квалитет грађевинских конструкција.

 

3. Испитивање тврдоће по Вицкерсу

Испитивање тврдоће по Викерсу користи дијамантско квадратно пирамидално утискивач за притисак у површину материјала под одређеним оптерећењем. Викерсов број тврдоће (ХВ) се добија дељењем примењеног оптерећења са површином удубљења.

 

• Принцип: Формула тврдоће по Викерсу је ХВ=0.1891Ф/д²​, где је Ф оптерећење, а д је просечна дијагонална дужина удубљења.

 

• Предности: Може се применити на широк спектар оптерећења, од веома малих оптерећења за тестирање танких филмова или малих компоненти до великих оптерећења за испитивање расутих материјала. Такође, резултати испитивања су веома прецизни и могу се лако конвертовати у друге скале тврдоће.

 

• Апликације: Широко се користи у тестирању прецизних делова, као што су они у ваздухопловној индустрији (компоненте мотора, лопатице турбина), електронских компоненти и медицинских уређаја, где је потребна висока прецизност.

 

Закључак

Свака од ове три методе испитивања тврдоће има своје предности и применљиве сценарије. Роцквелл тестирање је брзо и погодно за рутинску контролу квалитета; Бринелово тестирање је добро за грубо зрнасте материјале -; а Вицкерс тестирање нуди високу прецизност и свестраност. Избор правог метода зависи од врсте материјала, величине компоненте, потребне тачности и специфичних захтева примене.