Capacitatea unui material metalic de a rezista indentării suprafeței prin 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 a țărmului, microhardness și duritate ridicată a temperaturii. Există trei duritate utilizate în mod obișnuit pentru țevi: Brinell, Rockwell și Vickers Hardness.
A. Duritatea Brinell (HB)
Folosiți o bilă de oțel sau o bilă de carbură cu un anumit diametru pentru a apăsa pe suprafața eșantionului cu forța de testare specificată (F). După timpul de reținere specificat, îndepărtați forța de testare și măsurați diametrul de indentare (L) pe suprafața eșantionului. Valoarea durității Brinell este coeficientul obținut prin împărțirea forței de testare pe suprafața suprafeței sferei indentate. Exprimată în HBS (bilă de oțel), unitatea este N/mm2 (MPa).
Formula de calcul este:
În formula: F - forța de testare apăsată pe suprafața probei de metal, n;
D - diametru de bilă de oțel pentru test, MM;
D - Diametru de indentare, mm.
Măsurarea durității Brinell este mai exactă și mai fiabilă, dar, în general, HBS este potrivită numai pentru materialele metalice sub 450N/MM2 (MPA) și nu este potrivită pentru oțel mai dur sau plăci mai subțiri. Printre standardele conductelor de oțel, duritatea Brinell este cea mai utilizată. Diametrul de indentare D este adesea folosit pentru a exprima duritatea materialului, care este atât intuitiv, cât și convenabil.
Exemplu: 120HBS10/1000130: Înseamnă că valoarea durității Brinell măsurate prin utilizarea unei bilă de oțel cu diametrul de 10 mm sub forța de testare de 1000kgf (9.807KN) pentru 30S (secunde) este de 120N/mm2 (MPA).
B. Hardness Rockwell (HR)
Testul de duritate Rockwell, precum 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), indenterul (conul sau bila de oțel a fabricii de oțel) este apăsat pe suprafața probei. După timpul de reținere specificat, forța principală este eliminată. Forța de testare, utilizați creșterea adâncimii de indentare reziduală măsurată (E) pentru a calcula valoarea durității. Valoarea sa este un număr anonim, reprezentat de simbolul HR, iar cântarele utilizate includ 9 scale, inclusiv A, B, C, D, E, F, G, H și K. Printre ele, cântarele utilizate în mod obișnuit pentru testarea durității de oțel sunt în general A, B și C, și anume HRA, HRB și HRC.
Valoarea durității este calculată folosind următoarea formulă:
Când testați cu solzi A și C, HR = 100-E
La testarea cu scara B, HR = 130-E
În formula, E - creșterea adâncimii de indentare reziduală este exprimată în unitatea specificată de 0,002mm, adică atunci când deplasarea axială a indenterului este o unitate (0,002mm), este echivalentă cu o modificare a durității Rockwell cu un număr. Cu cât valoarea E este mai mare, cu atât este mai mică duritatea metalului și invers.
Domeniul de aplicare aplicabil al celor trei scale de mai sus este următorul:
HRA (Diamond Cone Indenter) 20-88
HRC (Diamond Cone Indenter) 20-70
HRB (diametru 1,588mm Indenter de bilă de oțel) 20-100
Testul de duritate Rockwell este o metodă utilizată pe scară largă în prezent, printre care HRC este utilizat în standardele de conducte de oțel în al doilea rând doar la Duritatea Brinell HB. Duritatea Rockwell poate fi folosită pentru a măsura materialele metalice de la extrem de moale la extrem de dure. Acesta compensează deficiențele metodei Brinell. Este mai simplu decât metoda Brinell și valoarea durității poate fi citită direct din cadranul mașinii de duritate. Cu toate acestea, datorită indentării sale mici, valoarea durității nu este la fel de exactă ca metoda Brinell.
C. Vickers Hardness (HV)
Testul de duritate Vickers este, de asemenea, o metodă de testare a indentării. Presează un indenter de diamant piramidal pătrat cu un unghi inclus de 1360 între suprafețele opuse pe suprafața de testare la o forță de testare selectată (F) și îl elimină după timpul de deținere specificat. Forță, măsurați lungimea celor două diagonale ale indentării.
Valoarea durității Vickers este coeficientul forței de testare împărțite la suprafața de indentare. Formula sa de calcul este:
În formula: simbolul durității HV - Vickers, N/MM2 (MPA);
F - Forța de testare, n;
D - Media aritmetică a celor două diagonale ale indentării, mm.
Forța de testare F utilizată în duritatea Vickers este de 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 expresie: 640HV30/20 înseamnă că valoarea durității Vickers măsurată cu o forță de testare de 30HGF (294.2N) pentru 20S (secunde) este 640N/mm2 (MPa).
Metoda de duritate 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 își depășește deficiențele de bază, dar nu este la fel de simplu ca metoda Rockwell. Metoda Vickers este rareori utilizată în standardele conductelor de oțel.
Timpul post: 03-2024 APR