Trys įprasti kietumo bandymo metodai

Kietumo bandymas yra esminis medžiagų mokslo mechaninių savybių vertinimo metodas, padedantis nustatyti medžiagos atsparumą įspaudimui, įbrėžimams ar nusidėvėjimui. Žemiau pateikiami trys plačiai naudojami kietumo bandymo metodai, kurių kiekvienas turi savo principus, taikymo sritis ir charakteristikas.

 

1. Rokvelo kietumo bandymas

Rokvelo kietumo testas matuoja medžiagos kietumą, nustatant įdubimo gylį, kurį sukelia konkretus įdubimas esant tam tikrai apkrovai. Jis naudoja dvi apkrovas: preliminarią nedidelę apkrovą, kad būtų užtikrintas pastovus kontaktas, ir didelę apkrovą, kad būtų sukurta įduba. Rokvelo kietumo vertė gaunama iš įdubimo gylio skirtumo prieš ir po pagrindinės apkrovos.

 

1. Įtraukikliai ir svarstyklės:

 

Rockwell C (HRC): Naudojamas deimantinis kūgio įdubimas ir tinka kietoms medžiagoms, tokioms kaip grūdintas plienas, cementuotas karbidas ir įrankių plienas.

 

Rockwell B (HRB): Naudojamas 1/16 colio skersmens plieninis rutulinis įdubimas, idealiai tinka minkštesnėms medžiagoms, tokioms kaip atkaitintas plienas, vario lydiniai ir aliuminio lydiniai.

 

Rockwell A (HRA): Taip pat naudojamas deimantinis kūgio įdubimas, bet su mažesne apkrova, naudojamas labai kietoms medžiagoms, tokioms kaip ploni plieno lakštai ir negilūs - grūdinti sluoksniai.

 

1. Programos: plačiai naudojamas gaminant metalus, lydinius ir termiškai apdorotus komponentus -. Pavyzdžiui, automobilių pramonėje jis naudojamas variklio dalių ir transmisijos komponentų kietumui patikrinti, siekiant užtikrinti jų ilgaamžiškumą.

 

2. Brinelio kietumo testas

Brinelio kietumo bandymas apima kieto plieno arba karbido rutulio įspaudimą į medžiagos paviršių tam tikrą laiką veikiant nurodytai apkrovai ir tada matuojamas įdubos skersmuo. Brinelio kietumo skaičius (HB) apskaičiuojamas pagal apkrovą ir įdubos paviršiaus plotą.

 

• Principas: Brinelio kietumas (HB) apskaičiuojamas padalijus du kartus taikomą apkrovą (F) iš [π padauginta iš įdubos skersmens (D), o tada padauginta iš (D atėmus kvadratinę šaknį iš (D kvadratas atėmus įdubos skersmenį (d) kvadratu))].

 

• Savybės: suteikia santykinai didelę įdubą, todėl bandymo rezultatui mažiau įtakos turi vietinis medžiagos nehomogeniškumas, todėl jis tinkamas tiriant medžiagas su stambiais grūdeliais arba nelygiomis struktūromis, pvz., ketaus ir ne - juodųjų metalų liejiniais.

 

• Programos: dažniausiai naudojamas tiriant didelius ruošinius, kaltinius ir liejinius. Statybos pramonėje jis gali būti naudojamas plieninių strypų ir konstrukcinio plieno kietumui patikrinti, siekiant užtikrinti statybinių konstrukcijų kokybę.

 

3. Vickerso kietumo testas

Vickerso kietumo bandyme naudojama deimantinė kvadratinė piramidės įpjova, kuri įspaudžiama į medžiagos paviršių, veikiant tam tikrai apkrovai. Vickerso kietumo skaičius (HV) gaunamas padalijus taikomą apkrovą iš įdubos paviršiaus ploto.

 

• Principas: Vickerso kietumo formulė yra HV=0.1891F/d²​, kur F yra apkrova, o d yra vidutinis įstrižainės ilgis.

 

• Privalumai: Jis gali būti taikomas įvairioms apkrovoms, nuo labai lengvų apkrovų, skirtų plonoms plėvelėms ar mažiems komponentams išbandyti, iki didelių apkrovų, skirtų birių medžiagų bandymams. Be to, bandymo rezultatai yra labai tikslūs ir gali būti lengvai konvertuojami į kitas kietumo skales.

 

• Programos: Plačiai naudojamas tikrinant tikslias dalis, pvz., aviacijos ir kosmoso pramonėje (variklio komponentus, turbinų mentes), elektroninius komponentus ir medicinos prietaisus, kur reikalingas didelis tikslumas.

 

Išvada

Kiekvienas iš šių trijų kietumo bandymo metodų turi savo privalumų ir taikomų scenarijų. Rockwell testavimas yra greitas ir tinkamas įprastinei kokybės kontrolei; Brinelio bandymas tinka stambioms - grūdėtoms medžiagoms; ir Vickers testavimas siūlo didelį tikslumą ir universalumą. Tinkamo metodo pasirinkimas priklauso nuo medžiagos tipo, komponento dydžio, reikalaujamo tikslumo ir konkrečių taikymo reikalavimų.