Twardość Brinella i Rockwella
Testowanie twardości jest jedną z najczęściej stosowanych metod testowania materiałów. Statyczne pomiary twardości są wygodne do dokładnego określenia twardości.
Co to jest twardość Brinella?
Twardość Brinella (HBW) to stosunek między przyłożoną siłą a powierzchnią wydruku. Wgłębienie jest kulką z twardego metalu, o średnicy D, która jest odciśnięta siłą F w warstwach powierzchniowych materiału. Średnica kulki jest znormalizowana i wynosi: 10; 5; 2,5; 1 mm.
Poprzez odcisk materiału testowego generowany jest wydruk o kształcie sześciennej średnicy podstawy dB i głębokości hB. Miernik twardości Brinella wykorzystuje siłę udarową od 9,807N do 29420N w zależności od badanego materiału i średnicy kulki wirnika.
Obciążenie jest zwykle przykładane przez 10 do 15 sekund w przypadku testowania stali lub materiałów stalowych, a w przypadku innych miękkich materiałów obciążenie musi być przyłożone co najmniej 30 sekund. Badany przedmiot musi być oczyszczony i odtłuszczony, a powierzchnia gładka, tak aby pomiar był tak dokładny, jak to tylko możliwe, w celu ustalenia średnicy miseczki kalot.
Podczas pomiaru nie mogą występować drgania, ponieważ mogą one nadmiernie wpływać na wartości zmierzonej twardości. Twardość Brinella jest bezwymiarowa. W porównaniu z innymi metodami badania twardości, kulka Brinella pozostawia najgłębszy i największy wydruk, a zatem funkcjonalnie i / lub estetycznie zniekształca powierzchnię (jeśli twardość jest mierzona na produkcie, a nie na próbce).
Co to jest twardość Rockwella?
W przeciwieństwie do metod Brinella i Vickersa, metoda Rockwella nie mierzy rozmiaru odcisku, ale głębokości penetracji wgłębnika. Dlatego w przypadku Rockwella odczytuje się twardość na skali twardości po jej zwolnieniu.
Induktory wykonane są z diamentowej łodygi lub kuli akacji. Diamenty z łodygami mają kąt wierzchołkowy 1200 i promień 0,2 mm, a średnica kulek to 1/16 "i 1/8". Test HRB (kulkowy) jest stosowany do miękkich i średnio twardych metali, podczas gdy HRC (stożek) jest stosowany do twardych gatunków drewna i zwykle obrabianych cieplnie materiałów.
Całkowita możliwa głębokość penetracji wgłębników wynosi 0,2 mm (HRC) lub 0,26 mm (HRB) i dzieli się na 100 części metodą HRC lub 130 na metodę HRB, więc twardość w metodzie Rockwell'a wynosi: 1e = 0,002 m. W metodzie HRC wgłębnik ma kształt pnia diamentowego, który jest obciążony obciążeniem wstępnym F0 = 98,07 N przez okres 3 sekund, uzyskując w ten sposób punkt początkowy, od którego mierzy się głębokość penetracji.
Obciążenie całkowite F następuje przez dodanie głównego obciążenia F1 = 1373N przez czas 4 ± 2 sekundy, a twardość określa głębokość penetracji wgłębnika hR, po usunięciu głównego obciążenia F1, gdy wystąpi zasypywanie z powodu elastyczność materiału. W przypadku metody HRB zasada pomiaru jest taka sama, z wyjątkiem tego, że kulka stalowa ma nadruk wstępny o wartości F0 = 98,07N lub głównym obciążeniu F1 = 882,6N, tak aby całkowite obciążenie wynosiło F = 980,7N.
Różnica między twardością Brinella i Rockwella
W przypadku metody Brignella, penetrator jest kulą wapienną (dla twardości do 450HB) lub twardym metalem (dla twardości do 650HB) o średnicy D, która jest emitowana przez siłę F w warstwach powierzchniowych materiału. Standardowe średnice kulek to 10, 5, 2,5, 2 i 1 mm.
W metodzie Rockwella stosuje się kilka rodzajów penetratorów: w przypadku miękkich materiałów stosowana jest mała stalowa kulka (metoda HRB), w przypadku twardych materiałów stożek diamentowy (metoda HRC). Stożek diamentowy ma kąt wierzchołkowy 1200 i promień 0,2 mm okrągły, podczas gdy średnica stalowych kulek wynosi 1/16 ", 1/8", 1/4 "i 1/2".
Test Brinella jest bardzo powolny (30 - 60 s).
Test Rockwella jest krótszy (10-15 sekund).
Twardość Brinella (HB) jest stosunkiem przyłożonej siły F (N) i powierzchni odcisku palca S (mm2): HBW = (F * 0,102 / S); S = π * D * h.
W metodzie Rockwella HRB = 130 - (e / 0,002); HRC = 100 - (e / 0,002)
Metodę Brinella stosuje się do miękkich i średnio twardych materiałów.
Test Rockwella stosuje się do miękkich i średnio twardych materiałów (aluminium, miękka stal, stopy miedzi itp.)
Zaletą metody Brinella jest proste przygotowanie powierzchni i łatwy pomiar średnicy druku.
Metoda Rockwella jest szybsza, istnieje wyższa szybkość natychmiastowego odczytu twardości urządzenia, a test pozostawia płytkie ślady.
Wady metody Brinella polegają na tym, że nie można zmierzyć twardości ≥ 650 HB; twardość zależy od obciążenia i zgodnie z X (stopień obciążenia), dlatego konieczne jest wybranie odpowiedniej siły F; po pomiarze wrażenie jest duże i pozostawia widoczny ślad.
W przypadku testu Rockwella istnieje możliwość stłuczenia stożka i niedokładności ± 2 HRB / HRC.
Twardość Brinella kontra Rockwella: Tabela porównawcza
Podsumowanie Brinella Versesa Twardość Rockwella
- Metody Brinella i Rockwella należą do grupy metod statystycznych badania twardości. Każda metoda ma swój unikalny cel, zalety i wady.
