Способност металног материјала да се одупре удубљењу површине тврдим предметима назива се тврдоћа. Према различитим методама испитивања и обиму примене, тврдоћа се може поделити на тврдоћу по Бринелу, тврдоћу по Роквелу, тврдоћу по Викерсу, тврдоћу по Шору, микротврдоћу и тврдоћу на високим температурама. Постоје три најчешће коришћене тврдоће за цеви: тврдоћа по Бринелу, Роцквеллу и Вицкерс.
А. Бринелова тврдоћа (ХБ)
Користите челичну куглицу или куглицу од карбида одређеног пречника да бисте притиснули површину узорка одређеном тест силом (Ф). Након наведеног времена држања, уклоните тестну силу и измерите пречник удубљења (Л) на површини узорка. Вредност тврдоће по Бринелу је количник добијен дељењем испитне силе са површином увучене сфере. Изражено у ХБС (челична кугла), јединица је Н/мм2 (МПа).
Формула за израчунавање је:
У формули: Ф – сила испитивања притиснута на површину узорка метала, Н;
Д – Пречник челичне кугле за испитивање, мм;
д–просечан пречник удубљења, мм.
Мерење Бринелове тврдоће је прецизније и поузданије, али генерално ХБС је погодан само за металне материјале испод 450Н/мм2 (МПа) и није погодан за тврђи челик или тање плоче. Међу стандардима челичних цеви, тврдоћа по Бринелу је најшире коришћена. Пречник удубљења д се често користи за изражавање тврдоће материјала, што је и интуитивно и практично.
Пример: 120ХБС10/1000130: То значи да је вредност тврдоће по Бринелу измерена употребом челичне кугле пречника 10 мм под тестном силом од 1000Кгф (9,807КН) током 30с (секунди) 120Н/мм2 (МПа).
Б. Роцквелл тврдоћа (ХР)
Тест тврдоће по Роквелу, као и тест тврдоће по Бринелу, је метода испитивања удубљења. Разлика је у томе што мери дубину удубљења. То јест, под секвенцијалним дејством почетне испитне силе (Фо) и укупне испитне силе (Ф), утискивач (конус или челична кугла челичане) се утискује у површину узорка. Након наведеног времена задржавања, главна сила се уклања. Тестирајте силу, користите измерени прираст дубине удубљења (е) да бисте израчунали вредност тврдоће. Његова вредност је анонимни број, представљен симболом ХР, а коришћене скале укључују 9 скала, укључујући А, Б, Ц, Д, Е, Ф, Г, Х и К. Међу њима, скале које се обично користе за испитивање тврдоће челика су углавном А, Б и Ц, односно ХРА, ХРБ и ХРЦ.
Вредност тврдоће се израчунава помоћу следеће формуле:
Приликом тестирања са А и Ц скалама, ХР=100-е
Приликом тестирања са Б скалом, ХР=130-е
У формули, е – прираст преостале дубине удубљења изражава се у наведеној јединици од 0,002 мм, односно када је аксијални померај индентера једна јединица (0,002 мм), то је еквивалентно промени Роцквелл тврдоће за један број. Што је већа вредност е, то је мања тврдоћа метала, и обрнуто.
Применљиви опсег горње три скале је следећи:
ХРА (утискивач дијамантског конуса) 20-88
ХРЦ (дијамантски конусни индентер) 20-70
ХРБ (пречник челичне кугле пречника 1.588 мм) 20-100
Испитивање тврдоће по Роцквеллу је тренутно широко коришћена метода, међу којима се ХРЦ користи у стандардима челичних цеви, други након тврдоће по Бринелу ХБ. Роцквелл тврдоћа се може користити за мерење металних материјала од изузетно меких до екстремно тврдих. Надокнађује недостатке Бринелове методе. Једноставнија је од Бринелове методе и вредност тврдоће се може очитати директно са бројчаника машине за тврдоћу. Међутим, због малог удубљења, вредност тврдоће није тако тачна као Бринеллова метода.
Ц. Викерсова тврдоћа (ХВ)
Викерсов тест тврдоће је такође метода испитивања удубљења. Он притиска квадратни пирамидални дијамантски утискивач са укљученим углом од 1360 између супротних површина у испитну површину уз изабрану тестну силу (Ф) и уклања га након одређеног времена задржавања. Сила, измерите дужину две дијагонале удубљења.
Вредност тврдоће по Викерсу је количник испитне силе подељен са површином удубљења. Његова формула за израчунавање је:
У формули: ХВ–Викерсов симбол тврдоће, Н/мм2 (МПа);
Ф–тест сила, Н;
д–аритметичка средина две дијагонале удубљења, мм.
Испитна сила Ф која се користи за Викерсову тврдоћу је 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Кгф (Н) и других шест нивоа. Вредност тврдоће се може мерити. Опсег је 5~1000ХВ.
Пример методе изражавања: 640ХВ30/20 значи да је вредност тврдоће по Викерсу измерена са тест силом од 30Хгф (294,2Н) за 20С (секунди) 640Н/мм2 (МПа).
Викерсова метода тврдоће се може користити за одређивање тврдоће веома танких металних материјала и површинских слојева. Она има главне предности Бринелове и Роквелове методе и превазилази њихове основне недостатке, али није тако једноставна као Роквелова метода. Викерсова метода се ретко користи у стандардима челичних цеви.
Време поста: Апр-03-2024