Tvrdost Brinella a Rockwella
Testování tvrdosti je jednou z nejrozšířenějších metod testování materiálů. Statické měření tvrdosti jsou vhodné pro přesné určení tvrdosti.
Co je tvrdost Brinell?
Brinellova tvrdost (HBW) je poměr mezi aplikovanou silou a povrchem tisku. Indenter je kulička z tvrdého kovu s průměrem D, která je silou F vyražena do povrchových vrstev materiálu. Průměr kuličky je standardizován a činí: 10; 5; 2,5; 1 mm.
Otiskem zkušebního materiálu se vytvoří tisk tvaru kubického průměru základního průměru dB a hloubky hB. Tvrdidlo Brinell používá impulsní sílu od 9807N do 29420N v závislosti na zkušebním materiálu a průměru lopatky oběžného kola.
Zatížení se obvykle provádí po dobu 10 až 15 sekund v případě zkoušení oceli nebo ocelových materiálů a u jiných měkčích materiálů musí být zatížení aplikováno nejméně 30 sekund. Testovaný subjekt musí být čištěn a odtučněn a povrch hladký, aby bylo měření co nejpřesnější, aby se zjistil průměr misky kalotky.
Při měření nesmí docházet k vibracím, protože by mohly neoprávněně ovlivnit hodnoty naměřené tvrdosti. Brinellova tvrdost je bezrozměrná velikost. Ve srovnání s jinými metodami testování tvrdosti opouští Brinellův míček nejhlubší a největší potisk, a tím funkčně a / nebo esteticky odbarvuje povrch (pokud je tvrdost naměřena na výrobku spíše než na vzorku).
Co je Rockwellova tvrdost?
Na rozdíl od Brinellových a Vickersových metod, Rockwellova metoda nezměří velikost otisků, ale hloubku průniku indenteru. To je důvod, proč je v případě Rockwellu tvrdost přečtena na stupnici tvrdosti po jeho uvolnění.
Induktory jsou vyrobeny z diamantového kmene nebo koule z akácie. Dřík diamantů má špičkový úhel 1200 a poloměr o průměru 0,2 mm, zatímco průměr kuličky je 1/16 "a 1/8". HRB (ball) test se používá pro měkké a střední tvrdé kovy, zatímco HRC (kužel) se používá pro tvrdé dřevo a typicky tepelně zpracované materiály.
Celková možná penetrační hloubka indenterů je 0,2 mm (HRC) nebo 0,26 mm (HRB) a je rozdělena na 100 částí metodou HRC nebo 130 pro metodu HRB, takže tvrdost Rockwellovy metody je: 1e = 0,002m. V metodě HRC má indenter tvar kosočtverce diamantu, který je naplněn předběžným zatížením F0 = 98,07 N po dobu 3 sekund, čímž získá výchozí bod, ze kterého se měří hloubka pronikání.
Celková zátěž F následuje přidáním hlavního zatížení F1 = 1373N po dobu 4 ± 2 sekundy a množství tvrdosti definuje hloubku průniku indenter hR po odstranění hlavního zatížení F1, materiálová pružnost. Pro metodu HRB je princip měření stejný, s výjimkou toho, že ocelová kulička je opatřena předběžným zatížením F0 = 98,07N nebo hlavním zatížením F1 = 882,6N, takže celkové zatížení je F = 980,7N.
Rozdíl mezi Brinellovou a Rockwellovou tvrdostí
V případě Brignellovy metody je penetrátorem vápenná kulička (pro tvrdost do 450HB) nebo tvrdý kov (pro tvrdost do 650HB) o průměru D, který je vyzařován silou F v povrchových vrstvách materiálu. Standardní průměry koulí jsou 10, 5, 2,5, 2 a 1 mm.
V metodě Rockwell se používá několik typů penetračů: pro měkké materiály se používá malá ocelová kulička (metoda HRB), pro tvrdé materiály diamantový kužel (metoda HRC). Diamantový kužel má vrcholový úhel 1200 a poloměr o průměru 0,2 mm, zatímco průměr ocelových kuliček je 1/16 ", 1/8", 1/4 "a 1/2".
Brinellův test je velmi pomalý (30 - 60 s).
Test Rockwell je kratší (10 - 15 s).
Brinellova tvrdost (HB) je poměr aplikované síly F (N) a povrchu otisků prstů S (mm2): HBW = (F * 0,102 / S); S = π * D * h.
V metodě Rockwell HRB = 130 - (e / 0,002); HRC = 100 - (e / 0,002)
Metoda Brinell se používá pro měkké a středně tvrdé materiály.
Rockwellův test se používá pro měkké a středně tvrdé materiály (hliník, měkká ocel, slitiny Cu atd.)
Výhodou metody Brinell je jednoduchá příprava povrchu a snadné měření průměru tisku.
Rockwell metoda je rychlejší, tam je vyšší rychlost rychlé čtení tvrdosti na zařízení a test listy mělký dotisk.
Nevýhodou metody Brinella je, že tvrdost ≥ 650 HB nelze měřit; tvrdost závisí na zatížení a podle X (stupeň zatížení), takže je třeba zvolit vhodnou sílu F; po měření je dojem velký a zanechává viditelnou stopu.
Pro Rockwellův test existuje možnost zlomení kuželem a nepřesnost ± 2 HRB / HRC.
Brinell vs. Rockwell tvrdost: Tabulka srovnání
Shrnutí Brinellových veršů Rockwellova tvrdost
- Metody Brinell a Rockwell spadají do skupiny statistických metod testování tvrdosti. Každá metoda má svůj jedinečný účel, výhody a nevýhody.
