Hardheten av metaller. Tabell hardhet metaller

Til deler og mekanismer var holdbar og pålitelig materialer fra hvilke de er gjort, må være i samsvar med de nødvendige betingelser for arbeid. Det er derfor det er viktig å kontrollere de tillatte verdiene av sine grunnleggende mekaniske egenskaper. Ved de mekaniske egenskaper er av hardhet, styrke, seighet, duktilitet. hardheten av metaller - primær strukturell karakterisering.

oppfatningen

Hardheten av metaller og legeringer, - en materialegenskap til å skape motstand ved gjennomtrengning i dens overflatelag av et legeme som ikke deformeres eller ødelegges under samtidig belastning (innsnitt). Bestem formål:

• informasjon om gyldigheten av de strukturelle trekk og operasjonsteknikk;
• analyse av aksjonstiden;
• kontroll temperatur behandlingsresultater.

Av denne figur delvis avhengig av overflatestyrke og motstand mot aldring. Undersøke som råvare og ferdige deler.

alternativer studie

Indikatoren er en mengde som er betegnet antall hardhet. Det finnes ulike metoder for å måle hardheten av metaller. Den mest nøyaktige forsøket inkluderer bruk av forskjellige typer beregninger og de relaterte indenters hardhet:

1. Brinell: essensen av anordningen - Kule innrykket i beregningen den analyserte metall eller legering innrykk diameter og den etterfølgende beregning av den matematiske mekanisk parameter.
2. Rockwell: brukes ball eller en diamant avsmalnende spiss. Verdien som vises på skiven eller bestemmes forliket.
3. Vickers: den mest nøyaktige måling av hardheten av metallet med en pyramideformet spiss diamant.

Det finnes spesielle formler og tabeller for å bestemme korrespondanser mellom den parametriske ytelsen av forskjellige målemetoder for samme materiale.

Faktorer som bestemmer målevariant

Under laboratoriebetingelser, med det nødvendige utvalg av utstyr, valg av studien utført i avhengighet av de spesifikke egenskapene til arbeidsstykket.

1. En veiledende verdi av den mekaniske parameter. For konstruksjonsstål og materialer med lav hardhet opp til 450-650 HB Brinell metode som brukes; for verktøy, stållegeringer og andre legeringer - Rockwell; for tverdosplavov - Vickers.
2. Dimensjonene på testprøvestykket. Særlig små og tynne deler er undersøkt ved et Vickers hardhetstester.
3. Tykkelsen av metallet i målepunktet, særlig sementerte eller nitrerte lag.

Alle krav og samsvar med dokumentert GOST.

Funksjoner Brinell metode

Hardhet testing av metaller og legeringer ved hjelp av Brinell-hardhetstester gjennomføres med følgende funksjoner:

1. Indenter - ball av legert stål eller av wolfram legert karbid med en diameter på 1, 2, 2,5, 5 eller 10 mm (GOST 3722-81).
2. Varighet statisk innrykk: for jern og stål - 10-15 s for ikke-jernlegeringer - 30, er også mulig med en varighet på 60, og i noen tilfeller - 120 og 180 ...
3. Grensen verdien av de mekaniske parametre: 450 HB ved måling av stålkule; HB 650 ved hjelp tverdosplava.
4. Mulig belastning. Ved hjelp av de medfølgende varene blir justert virkelige kraften som deformasjoner på testprøven. Sitt laveste mulige verdier: 153,2, 187,5, 250 N; maks - 9807, 14710, 29420 H (GOST 23677-79).

Ved hjelp av formlene, avhengig av valgt diameter for kulene og ved testmaterialet, kan man beregne det tilsvarende tillatte kraft innrykk.

legering type	Matematisk beregning belastning
Stål, nikkel og titan legeringer	30D 2
støpejern	2 10D, 30D 2
Kobber og kobberlegeringer	2 5D, 10D 2, 30D 2
Lette metaller og legeringer	2,5D 2, 2 5D, 10D 2, 15D 2
Bly, tinn	1D 2

Eksempel betegnelser:

400HB10 / 1500-1520, hvor 400HB - Brinell hardhet av metallet; 10 - Kule diameter, 10 mm; 1500 - statisk belastning, 1500 kg; 20 - perioden innrykk 20.

For å fastslå det eksakte antall effektivt utforske den samme prøve på flere steder, og det totale resultat blir bestemt ved å finne den gjennomsnittlige verdien av mottatt.

Bestemmelsesmetode Brinell hardhet

Forskningsprosessen omfatter følgende trinn:

1. Sjekk detaljene på oppfyllelse av krav (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. Sjekk av service av enheten.
3. For å velge den ønskede ball, identifikasjon av mulige krefter, installasjon av last for dets dannelse periode av fordypningen.
4. Utgangspunkt hardhet og deformasjon av prøvestykket.
5. Måling utsparing diameter.
6. Empirisk beregning.

HB = F / A,

hvor F - belastning, kg eller H; A - utskriftsområde, mm ^2.

HB = (0102 * F) / (π * D * h)

hvor D - diameter erte mm; h - innrykket dybde, mm.

Hardhet metall målt på denne måte har den empiriske forhold med beregning av styrkeparametere. nøyaktig metode, spesielt for myke legeringer. Det er grunnleggende for å bestemme verdiene av styresystemene til de mekaniske egenskaper.

Funksjoner Rockwell metoder

Målemetoden var oppfunnet på 20-tallet av XX-tallet, mer automatiserte enn den forrige. Den brukes for hardere materialer. Dens viktigste kjennetegn (GOST 9013-59, GOST 23677-79):

1. Tilstedeværelsen av en primær belastning 10 kg.
2. Eksponering Periode: 10-60.
3. Grenseverdier av mulige indikatorer: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. Tallet blir visualisert på skiven hardhet, kan også beregnes aritmetisk.
5. Skala og indenter. Kjent 11 forskjellige skalaer, avhengig av typen av indenter og den maksimalt tillatte statiske belastning. Den mest vanlige bruk: A, B og C.

A: diamant avsmalnet spiss toppvinkel 120˚, tillatte kraft totale statiske påvirkninger - 60 kp, HRA; studerte fine produkter, for det meste utleie.

C: som diamant kjegle, som er utformet for maksimal kraft på 150 kp, HRC, er anvendelig for faste og herdede materialer.

B: ball størrelse på 1,588 mm, laget av herdet stål eller av hardkarbid-wolframlegering, hvor lasten - 100 kp, HRB, brukes til å vurdere hardheten av glødet produkter.

Kvikksølvdråpe-spiss (1,588 mm) er egnet til Rockwell B-skalaen, F, G. E skala eksisterer også, H, K, for hvilken anvendes en ball diameter på 3,175 mm (GOST 9013-59).

Antallet prøver utført ved anvendelse av en Rockwell hardhetsmåler i det samme område er begrenset av størrelsen på elementene. Gjenbrukbare sonde i området 3-4 diameteren av det foregående deformasjon plass. Tykkelsen av testproduktene og regulert. Den må ikke være mindre enn 10 ganger øket inntrengningsdybde av spissen.

Eksempel betegnelser:

50HRC - metall Rockwell-hardhet, målt ved anvendelse av en diamant spiss, er det tall som er lik 50.

Plan forskning på Rockwell skalaen

metall hardhetsmåling er mer forenklet enn fremgangsmåten for Brinell.

1. Evaluering av dimensjoner og egenskaper av arbeidsstykkets overflate.
2. Sjekk av service av enheten.
3. Bestemmelse spisstype og belastningskapasitet.
4. Installere prøven.
5. Implementering av de viktigste innsats på materialet, størrelse på 10 kgf.
6. Implementering av full etterlevelse.
7. Lese en mottatt slå nummeret på skalaen.

Det er også mulig matematisk beregning for nøyaktig å bestemme den mekaniske parameter.

Under forutsetning av å bruke en diamant konus med en belastning på 60 kp, eller 150:

HR = 100 - ((Hh) / 0002;

når gjør test med ballen under kraften av 100 kgf:

HR = 130 - ((Hh) / 0,002,

hvor h - dybden av gjennomtrengning av den inntrenger i den primære kraft på 10 kgf; H - inntrengningsdybde indenter under full belastning; 0,002 - faktor å regulere mengden av bevegelse av tuppen når antall hardheten av en enhet.

Rockwell Metoden er enkel, men ikke eksakt. Samtidig lar den deg til å måle de mekaniske egenskapene til harde metaller og legeringer.

Detaljer om Vickers teknikk

Bestemmelse av hardhet av metaller ved denne metode er mest enkelt og nøyaktig. Hardhet er basert på innrykk i prøven diamant pyramide tips.

Hovedfunksjon:

1. Den inntre: diamant pyramide med en toppvinkel 136 °.
2. Maksimalt tillatte belastning: for legert støpejern og stål - 5-100 kgf; for kobberlegeringer - 2,5-50 kg; for aluminium og dets legeringer - 1-100 KGF.
3. Eksponering Periode statisk belastning: 10 til 15 sekunder.
4. Testmaterialer: stål og ikke-jernholdige metaller med en hardhet på 450-500 HB, inkludert produkt etter termokjemisk behandling.

Eksempel betegnelser:

700HV20 / 15,

hvori 700HV - Vickers hardhet nummer; 20 - 20 kg belastning; 15 - under statiske innsats 15.

Sekvensen av studien Vickers

Prosedyren blir betydelig forenklet.

1. Sjekk utvalget og utstyr. Spesiell oppmerksomhet er betalt til detaljene i overflaten.
2. Velge tillatte innsats.
3. Installasjon av testmaterialet.
4. Starte hardhet i jobben.
5. Lese resultatet på skiven.

Matematisk beregning av denne metode er som følger:

HV = 1,8544 * (F / D ^2),

hvor F - Load, kgf; d - den gjennomsnittlige verdien av lengdene av diagonalene av fordypningen i mm.

Den gjør det mulig å måle den høye hardhet metall, tynne og små deler, samtidig som den gir høy nøyaktighet av resultatet.

Fremgangsmåter for overgangen mellom skalaene

Etter å bestemme diameteren på utskriften ved hjelp av spesialutstyr, kan du bruke tabellen til å bestemme hardhet. Tabell hardhet metaller - viste seg å være assistent i beregningen av den mekaniske parameter. Dermed, hvis du vet Brinell, kan lett finne ut et passende antall Vickers eller Rockwell.

Eksempler på noen egnede verdier:

Diameteren av fordypningen, mm	Fremgangsmåte for undersøkelse
	Brinell	Rockwell			Vickers
		En	C	B
3,90	241	62,8	24,0	99,8	242
4,09	218	60.8	20.3	96,7	218
4,20	206	59.6	17.9	94.6	206
4,99	143	49,8	-	77.6	143

Tabell hardhet metaller er basert på eksperimentelle data, og har høy nøyaktighet. Det er også en grafisk fremstilling av Brinell hardhet av karboninnholdet i jern-karbon-legering. Således, i samsvar med de avhengigheter for stålet til mengden av karbon i blandingen lik 0,2% det beløper seg til 130 HB.

å sample kravene

I samsvar med kravene til gjestene, må prøvestykker i samsvar med følgende egenskaper:

1. Høsting skal være glatt, fast på bordet hardhet, bør kantene være jevn og forsiktig behandlet.
2. Overflaten må ha minimum overflateruhet. Det må slipes og rengjøres, blant annet med hjelp av kjemiske sammensetninger. Samtidig, under bearbeidingen, er det viktig for å hindre dannelse av arbeid herding og forbedring av bearbeidet sjikttemperaturen.
3. Den delen bør samsvare med den valgte metoden for bestemmelse av hardheten av de parametriske egenskaper.

Utføre primære krav - en forutsetning nøyaktighet.

hardheten av metaller - et viktig fundamental mekanisk egenskap som identifiserer dem noen av de mekaniske og teknologiske egenskaper, resultatene av de foregående maskineringsprosesser, virkningen av midlertidige forhold, mulige driftsbetingelser. Studien seleksjonsteknikk som er avhengig av prøve egenskaper indikative, dens egenskaper og kjemiske sammensetning.