Ile wiesz o twardości materiału?

Aby zapewnić wydajność i żywotność, materiał cięcia, zmierzającynarzędzia i formyktóre są używane w produkcji mechanicznej, powinny mieć wystarczającą twardość.

Dziś omówię z wami twardość materiału.

Twardość jest miarą zdolności materiału do odporności na lokalne deformacje,zwłaszcza deformacje plastyczne, wgłębienia lub zadrapania.Im lepsza odporność na zużycie, takie jak przekładnie i inne części mechaniczne wymagają określonej twardości, aby zapewnić wystarczającą odporność na zużycie i żywotność.

Rodzaje twardości

Jak pokazano powyżej,wcześniej istniało wiele rodzajów twardości. Przedstawię wam powszechny i praktyczny test twardości wcięcia w twardości metalu.

Definicja twardości

1Trwałość Brinella

Metoda badania twardości Brinella (symbol HB), która stała się przyjętą specyfikacją twardości, jest jedną z pierwszych metod opracowanych i podsumowanych,i przyczyniła się do powstania innych metod badania twardości.

Zasada badania twardości Brinella jest następująca: po wyciśnięciu próbki wstrzykiwacz (kula stalowa lub kula węglowa, średnica Dmm) stosuje siłę badawczą F,powierzchnia styku S ((mm2) pomiędzy wkładnikiem kulkowym a próbką oblicza się w średnicy wypukłej d ((mm) pozostawionej przez wkładnik, a wartość uzyskana przez siłę badawczą jest wykluczona.

2Twardość Vickera.

Twardota Vickera (symbol HV) jest najczęściej stosowaną metodą badawczą, która może być testowana przy użyciu dowolnej siły badawczej, zwłaszcza w zakresie małej twardości poniżej 9,807 N.

Twardość Vickera jest wartością uzyskaną przez podzielenie siły badawczej F ((N) przez powierzchnię stykową S ((mm2) między płytą standardową a wciągaczem, obliczoną na podstawie długości przekątnej d ((mm),średnia długość w obu kierunkach) wgłębienia utworzonego na płytce standardowej przez wgłębiacz (tetragonalny diament stożkowy, względny kąt powierzchni =136 ̊) przy sile badawczej F ((N). k jest stałą (1/g=1/9.80665)

3Twardota guzika

Twardość Knoopa (symbol HK), pokazana w poniższym wzorze, is calculated by dividing the test force by the indentation projection area A (mm2) based on the longer diagonal length d (mm) of the indentation formed on the standard sheet at the test force F by pressing the long diamond indenter with relative side angles of 172˚30' and 130˚.

Twardość knupa można również zmierzyć poprzez zastąpienie wtykacza Vickers'a testującego mikrotwardość wtykaczem Knoop.

4Twardość Rockwell.

Twardość Rockwell (symbol HR) lub twardość powierzchni Rockwell mierzona jest poprzez zastosowanie siły wstępnego obciążenia do blachy standardowej za pomocą diamentowego wciągacza (szkło stożka końcowego: 120 ̊, promień końca: 0).2 mm) lub kulisty wciągacz (kuła stalowa lub karburowa)Następnie stosuje się siłę badawczą i przywraca siłę przedobciążenia.

Ta wartość twardości jest uzyskana z formuły twardości, która wyraża się jako różnica między głębokością wgłębienia h (((μm) pomiędzy siłą podaną przed obciążeniem a siłą badaną.W badaniu twardości Rockwella używa się siły przedładowania 98.07N, a test twardości powierzchniowej Rockwell wykorzystuje siłę wstępnego obciążenia wynoszącą 29,42N. Specyficzny symbol dostarczony w połączeniu z typem wciągacza, siłą badawczą i formułą twardości nazywany jest skalą.Japońskie standardy przemysłowe (JIS) definiują różne związane ze sobą skale twardości.

HR ((Diamond indenter, Rockwell twardość) = 100-h/0,002 h: mm

HR ((przechodnik kulkowy, twardość Rockwell) = 130-h/0,002 h: mm

HR ((Diamond/ball indenter, twardość powierzchni Rockwell)=100-h/0,001 h:mm

Maszyny do badania twardościsą szeroko stosowane, ponieważ są proste i szybkie w obsłudze i mogą być testowane bezpośrednio na powierzchni surowców lub części.

Przewodnik do wyboru twardości

Wskazówka do wyboru metod badania twardości:

Konwersja selekcji twardości

• Konwersja Knoop do Vickers

• Biorąc pod uwagę fakt, że obiekty o tej samej twardości mają taką samą odporność na oba rodzaje wkładek Knoop Vickers,wyciąga się odpowiednio naprężenie obu rodzajów wkładników Vickers Knoop pod obciążeniem, a następnie zgodnie z σHK=σHV otrzymuje się HV=0.968HK. Formuła ta mierzy się przy niskim obciążeniu, a błąd jest stosunkowo duży. Ponadto, gdy wartość twardości jest większa niż HV900,błąd tego wzoru jest bardzo duży, a wartość odniesienia jest utracona.
• Po odprowadzeniu i korekty proponuje się formułę konwersji twardości Knoopa i twardości Vickera.

Zweryfikowany na podstawie danych rzeczywistych, maksymalny względny błąd konwersji w formule wynosi 0,75%, co ma wysoką wartość odniesienia.

• Konwersja Rockwell na Vickers

• Do Hansa. Formuła konwersji Qvarnstorm zaproponowana przez Qvarnstorm jest zmodyfikowana w celu uzyskania formuły konwersji twardości Rockwella do twardości Vickera:

Formuła ta jest przeliczana na podstawie standardowych danych o twardości metali żelaznych opublikowanych w Chinach, a jej błąd HRC znajduje się zasadniczo w zakresie ± 0,4 HRC, jej maksymalny błąd wynosi tylko 0,9 HRC,a maksymalny obliczony błąd HV wynosi ±15HV.

• Zgodnie z naprężeniem σHRC=σHV różnych wciągaczy, formuła jest uzyskiwana poprzez analizę krzywej zależności między twardością Rockwella a głębokością wciągania twardości Vickera.

Formułę tę porównuje się z krajową standardową wartością eksperymentalnej konwersji, a błąd pomiędzy wynikiem obliczeń formuły konwersji a standardową wartością eksperymentalną wynosi ±0.1HRC.

• Zgodnie z faktycznymi danymi eksperymentalnymi przekształcenie twardości Rockwella w twardość Vickera jest omawiane przez regresję liniową i otrzymuje się wzór:

Formuła ta ma niewielki zakres zastosowań i duży błąd, ale jest łatwa do obliczenia i może być stosowana, gdy dokładność nie jest wysoka.

• Konwersja twardości Rockwell na twardość Brinell

• Analizowano związek między wgłębieniem Brinella a głębią wgłębienia Rockwella, a formułę konwersji uzyskano według naprężenia σHRC=σHB wgłębiacza.

Błąd pomiędzy wynikami obliczeniowymi a standardowymi wartościami eksperymentalnymi wynosi ± 0,1 HRC.

• Zgodnie z faktycznymi danymi eksperymentalnymi formuła została uzyskana metodą regresji liniowej.

Błąd formuły jest duży, a zakres zastosowania jest mały, ale obliczenie jest proste i można go użyć, gdy dokładność nie jest wysoka.

• Konwersja Brinell do Vickers

Związek między twardością Brinella a twardością Vickera opiera się również na σHB=σHV.

Wynik konwersji tej formuły porównuje się z wartością konwersji normy krajowej, a błąd konwersji wynosi ±2HV.

• Konwersja Knoop do Rockwell

Ponieważ odpowiednie krzywe Knoopa i Rockwella są podobne do paraboli, przybliżony wzór konwersji wywodzi się z krzywych.

Ten wzór jest dokładny i może być używany jako odniesienie.