Capacitatea unui material metalic de a rezista la indentarea suprafeței de către obiecte dure se numește duritate. Conform diferitelor metode de testare și domeniul de aplicare, duritatea poate fi împărțită în duritate Brinell, duritate Rockwell, duritate Vickers, duritate Shore, microduritate și duritate la temperatură ridicată. Există trei durități utilizate în mod obișnuit pentru țevi: duritatea Brinell, Rockwell și Vickers.
A. Duritatea Brinell (HB)
Utilizați o bilă de oțel sau o bilă de carbură de un anumit diametru pentru a apăsa suprafața probei cu forța de testare specificată (F). După timpul de menținere specificat, îndepărtați forța de testare și măsurați diametrul indentării (L) pe suprafața probei. Valoarea durității Brinell este coeficientul obținut prin împărțirea forței de încercare la aria suprafeței sferei indentate. Exprimată în HBS (bile de oțel), unitatea este N/mm2 (MPa).
Formula de calcul este:
În formula: F–forța de testare presată în suprafața probei de metal, N;
D–Diametrul bilei de oțel pentru încercare, mm;
d–diametrul mediu de indentare, mm.
Măsurarea durității Brinell este mai precisă și mai fiabilă, dar în general HBS este potrivită numai pentru materiale metalice sub 450N/mm2 (MPa) și nu este potrivită pentru oțel mai dur sau plăci mai subțiri. Dintre standardele pentru țevi de oțel, duritatea Brinell este cea mai utilizată. Diametrul de indentare d este adesea folosit pentru a exprima duritatea materialului, ceea ce este atât intuitiv, cât și convenabil.
Exemplu: 120HBS10/1000130: Înseamnă că valoarea durității Brinell măsurată prin utilizarea unei bile de oțel cu diametrul de 10 mm sub forța de testare de 1000Kgf (9.807KN) timp de 30s (secunde) este de 120N/mm2 (MPa).
B. Duritatea Rockwell (HR)
Testul de duritate Rockwell, ca și testul de duritate Brinell, este o metodă de testare a indentării. Diferența este că măsoară adâncimea indentării. Adică, sub acțiunea secvențială a forței inițiale de testare (Fo) și a forței totale de testare (F), indentatorul (conul sau bilă de oțel a oțelului) este presat în suprafața probei. După timpul de menținere specificat, forța principală este îndepărtată. Forța de testare, utilizați creșterea măsurată a adâncimii de adâncime reziduală (e) pentru a calcula valoarea durității. Valoarea acestuia este un număr anonim, reprezentat de simbolul HR, iar cântarele folosite includ 9 cântare, inclusiv A, B, C, D, E, F, G, H și K. Printre acestea, cântarile utilizate în mod obișnuit pentru oțel Testele de duritate sunt în general A, B și C, și anume HRA, HRB și HRC.
Valoarea durității se calculează folosind următoarea formulă:
La testarea cu scalele A și C, HR=100-e
La testarea cu scara B, HR=130-e
În formulă, e – creșterea adâncimii de adâncime reziduală este exprimată în unitatea specificată de 0,002 mm, adică atunci când deplasarea axială a indentorului este de o unitate (0,002 mm), este echivalentă cu o modificare a durității Rockwell cu una. număr. Cu cât valoarea e este mai mare, cu atât duritatea metalului este mai mică și invers.
Domeniul aplicabil al celor trei scale de mai sus este următorul:
HRA (indentor cu con de diamant) 20-88
HRC (indentor cu con de diamant) 20-70
HRB (indentor cu bilă de oțel cu diametrul 1.588mm) 20-100
Testul de duritate Rockwell este o metodă utilizată pe scară largă în prezent, printre care HRC este utilizat în standardele de țevi de oțel, pe locul doi după duritatea Brinell HB. Duritatea Rockwell poate fi utilizată pentru a măsura materiale metalice de la extrem de moi la extrem de dure. Compensează deficiențele metodei Brinell. Este mai simplă decât metoda Brinell și valoarea durității poate fi citită direct de pe cadranul mașinii de duritate. Cu toate acestea, din cauza adâncirii sale mici, valoarea durității nu este la fel de precisă ca metoda Brinell.
C. Duritatea Vickers (HV)
Testul de duritate Vickers este, de asemenea, o metodă de testare a indentării. Presează un indentor de diamant piramidal pătrat cu un unghi inclus de 1360 între suprafețele opuse în suprafața de testare la o forță de testare selectată (F) și îl îndepărtează după timpul de menținere specificat. Forța, măsurați lungimea celor două diagonale ale indentării.
Valoarea durității Vickers este coeficientul forței de testare împărțit la aria suprafeței de indentare. Formula sa de calcul este:
În formula: simbolul durității HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
F–forța de încercare, N;
d–media aritmetică a celor două diagonale ale indentării, mm.
Forța de încercare F utilizată în duritatea Vickers este 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) și alte șase niveluri. Valoarea durității poate fi măsurată. Intervalul este de 5~1000HV.
Exemplu de metodă de exprimare: 640HV30/20 înseamnă că valoarea durității Vickers măsurată cu o forță de testare de 30Hgf (294,2N) timp de 20S (secunde) este de 640N/mm2 (MPa).
Metoda durității Vickers poate fi utilizată pentru a determina duritatea materialelor metalice foarte subțiri și a straturilor de suprafață. Are principalele avantaje ale metodelor Brinell și Rockwell și depășește deficiențele lor de bază, dar nu este la fel de simplă ca metoda Rockwell. Metoda Vickers este rar utilizată în standardele de țevi de oțel.
Ora postării: Apr-03-2024