Στη βιομηχανία κατεργασίας, ο ποιοτικός έλεγχος των τμημάτων είναι ζωτικής σημασίας και η σκληρότητα, ως ένας από τους βασικούς δείκτες για τη μέτρηση της απόδοσης των υλικών, έχει βαθιές επιπτώσεις στη διάρκεια ζωής και την αξιοπιστία του προϊόντος. Φανταστείτε ότι όταν τα μηχανικά μέρη που σχεδιάσατε προσεκτικά και κατασκευασμένα φθείρονται γρήγορα λόγω ανεπαρκούς σκληρότητας κατά τη διάρκεια της λειτουργίας ή προκαλούν εύθραυστο κάταγμα λόγω υπερβολικής σκληρότητας, θα είναι ένα μεγάλο χάσιμο χρόνου, κόστους και ενέργειας. Αυτή τη στιγμή, η σκληρότητα του Brinell, η σκληρότητα Rockwell και οι μέθοδοι δοκιμής σκληρότητας Vickers έρχονται σε πρακτικές. Είναι σαν ακριβείς «διαιτητές ποιότητας» που μπορούν να αξιολογήσουν με ακρίβεια την ικανότητα των υλικών να αντιστέκονται στην παραμόρφωση και τη ζημιά. Η σκληρότητα του Brinell, με τη μεγάλη του εσοχή που αντικατοπτρίζει τη μέση σκληρότητα του υλικού, είναι κατάλληλη για μεγάλα τεμάχια, όπως χύτευση και σφυρήλατα που δεν είναι πολύ ευαίσθητα στις επιφανειακές βλάβες. Η σκληρότητα του Rockwell, με τη διαδικασία γρήγορης και αποτελεσματικής δοκιμής, έχει γίνει η πρώτη επιλογή για την επιθεώρηση της ποιότητας των μαζικών παραγόμενων εξαρτημάτων. Η σκληρότητα του Vickers, με τη μικροσκοπική του εσοχή, βοηθά την ανάλυση σκληρότητας των μικροδομών και των λεπτών στρωμάτων υλικών.
Τι είναι η αρχή της δοκιμής;
Brinell σκληρότητα:Χρησιμοποιήστε μια σφαίρα καρβιδίου μιας συγκεκριμένης διαμέτρου για να πιέσετε την επιφάνεια του υλικού που πρόκειται να δοκιμαστεί με μια συγκεκριμένη δύναμη δοκιμής. Αφού το διατηρήσετε για συγκεκριμένο χρόνο, μετρήστε τη διάμετρο της εσοχής και εκφράστε την τιμή σκληρότητας ως τη μέση πίεση ανά μονάδα επιφάνειας της εσοχής.
Rockwell Hardness:Χρησιμοποιήστε έναν κώνο διαμαντιών ή μια χαλύβδινη σφαίρα μιας συγκεκριμένης διαμέτρου ως indenter. Κάτω από τη δράση της αρχικής δύναμης δοκιμής και της κύριας δύναμης δοκιμής, πατήστε το indenter στην επιφάνεια του υλικού που πρόκειται να δοκιμαστεί. Προσδιορίστε την τιμή σκληρότητας με βάση το βάθος εσοχής.
Σκληρότητα Vickers:Χρησιμοποιήστε ένα κανονικό τετραεδρικό διαμάντι indenter με σχετική γωνία 136 βαθμών για να πιέσετε στην επιφάνεια του υλικού που θα δοκιμαστεί υπό τη δράση μιας συγκεκριμένης δύναμης δοκιμής. Αφού το διατηρήσετε για συγκεκριμένο χρόνο, μετρήστε το διαγώνιο μήκος της εσοχής και προσδιορίστε την τιμή σκληρότητας υπολογίζοντας τη μέση πίεση στην επιφάνεια της εσοχής.
Αντιπροσωπεία αξίας σκληρότητας
Brinell σκληρότητα:Η μονάδα της τιμής σκληρότητας είναι MPa, αλλά η μονάδα συνήθως δεν επισημαίνεται, όπως το HBW10/3000/30 αντιπροσωπεύει την τιμή σκληρότητας Brinell που μετράται χρησιμοποιώντας μια μπάλα καρβιδίου με διάμετρο 10mm και διατηρώντας μια δοκιμαστική δύναμη 3000kGF για 30s.
Rockwell Hardness:Σύμφωνα με διαφορετικές κλίμακες, η τιμή σκληρότητας εκφράζεται άμεσα σε αριθμούς, όπως HRA, HRB, HRC κ.λπ., και ο αριθμός πίσω είναι η τιμή σκληρότητας. Για παράδειγμα, το HRC60 σημαίνει ότι η τιμή σκληρότητας Rockwell που μετράται από την κλίμακα C είναι 60.
Σκληρότητα Vickers:Η μονάδα σκληρότητας είναι MPA, αλλά η μονάδα συνήθως δεν επισημαίνεται, όπως το HV10 αντιπροσωπεύει την τιμή σκληρότητας Vickers που μετράται υπό δοκιμαστική δύναμη 10kGF.
Δοκιμαστικό εύρος
Brinell σκληρότητα:Γενικά κατάλληλα για τη μέτρηση των υλικών με χαμηλότερη σκληρότητα, όπως μαλακό χάλυβα, γκρι χυτοσίδηρο και μη σιδηρούχα μέταλλα μετά από ανόπτηση, ομαλοποίηση, απόσβεση και σκλήρυνση. Η τιμή σκληρότητας Brinell είναι συνήθως κάτω από 450hbw.
Rockwell Hardness:Εφαρμόζεται σε υλικά διαφόρων σειρών σκληρότητας, διαφορετικές κλίμακες μπορούν να μετρήσουν τα υλικά διαφορετικής σκληρότητας. Για παράδειγμα, η κλίμακα HRA ισχύει για υλικά υψηλής στενότητας, όπως το τσιμεντοειδές καρβίδιο κ.λπ. Η κλίμακα HRB ισχύει για τα μαλακότερα υλικά, όπως το ανόπτηση κράματος χαλκού κλπ. Η κλίμακα HRC ισχύει για υλικά με υψηλότερη σκληρότητα, όπως ο σκληρός χάλυβας κ.λπ.
Σκληρότητα Vickers:Το εύρος δοκιμών είναι ευρύ και μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορα υλικά από μαλακά μέταλλα σε τσιμεντοειδές καρβίδιο, ιδιαίτερα κατάλληλο για τη μέτρηση της σκληρότητας διαφορετικών φάσεων ή μικρών περιοχών της μικροδομής.
Σχήμα και μέγεθος εσοχής
Brinell σκληρότητα:Η εσοχή είναι κυκλική με μεγάλη διάμετρο, η οποία προκαλεί μεγαλύτερη βλάβη στην επιφάνεια του υλικού. Λόγω της μεγάλης εσοχής, μπορεί να αντικατοπτρίζει τη μέση σκληρότητα μιας μεγαλύτερης περιοχής του υλικού και τα αποτελέσματα των δοκιμών είναι σχετικά σταθερά.
Rockwell Hardness:Η εσοχή είναι κωνική ή σφαιρική και η εσοχή είναι μικρή. Η δοκιμή σκληρότητας Rockwell είναι αποτελεσματική και προκαλεί λιγότερη βλάβη στην επιφάνεια του υλικού, αλλά λόγω της μικρής εσοχής, τα αποτελέσματα των δοκιμών επηρεάζονται σημαντικά από την ανομοιομορφία της μικροδομής υλικού.
Σκληρότητα Vickers:Η εσοχή είναι μια τετραγωνική πυραμίδα με μικρό μέγεθος εσοχής. Το προφίλ εσοχής της δοκιμής σκληρότητας Vickers είναι σαφές και η ακρίβεια μέτρησης μήκους διαγώνου είναι υψηλή, οπότε η τιμή σκληρότητας είναι σχετικά ακριβής.
Εφαρμογή
Brinell σκληρότητα:Χρησιμοποιείται συνήθως για την επιθεώρηση πρώτων υλών, τον προσδιορισμό της σκληρότητας των ανόπτησης και των κανονικοποιημένων υλικών και την ανίχνευση σκληρότητας των τμημάτων με χαμηλές απαιτήσεις σκληρότητας, όπως μεγάλα χύτευση και σφυρήλατα. Χρησιμοποιείται ευρέως σε ορισμένες περιπτώσεις όπου οι απαιτήσεις ποιότητας επιφάνειας δεν είναι υψηλές, αλλά η συνολική σκληρότητα του υλικού πρέπει να γίνει κατανοητή.
Rockwell Hardness:Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη στην πρακτική παραγωγής, όπως η ανίχνευση σκληρότητας κατά τη διάρκεια της μηχανικής κατεργασίας, ο έλεγχος της σκληρότητας μετά από θερμική επεξεργασία, η επιθεώρηση της ποιότητας των μεταλλικών υλικών κλπ. Λόγω της υψηλής απόδοσης της δοκιμής, είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για ταχεία ανίχνευση στη μαζική παραγωγή.
Σκληρότητα Vickers:Συνήθως χρησιμοποιείται για τη μελέτη της σχέσης μεταξύ της μικροδομής και της σκληρότητας των υλικών, όπως η ανάλυση της σκληρότητας των φάσεων των κραμάτων, των μεταβολών σκληρότητας των διαφόρων οργανισμών κατά τη διάρκεια της θερμικής επεξεργασίας κλπ. Στον τομέα της επιστημονικής έρευνας και της επεξεργασίας ακρίβειας, η δοκιμή σκληρότητας Vickers έχει μοναδικά πλεονεκτήματα για τη μέτρηση της σκληρότητας των μικροσκοπικών τμημάτων, των λεπτών στρωμάτων θεραπείας.
