Ați avut vreodată o astfel de experiență?
Preluați un plan și vedeți „Închidere și revenire: 220-255 HBW”. Tocmai când crezi că l-ai înțeles, următorul desen specifică „Stop: 58-62 HRC”. Apoi, pe următoarea pagină - surpriză - se solicită „Duritate suprafeței > 700 HV”. Capul ți se învârte puțin? Literele arată similar, dar oarecum diferit.
Nu ești singurul care se încurcă. Mulți oameni pur și simplu memorează literele prin memorare, fără a înțelege cu adevărat cum sunt luate măsurătorile sau unde este cel mai bine aplicată fiecare metodă.
Astăzi, să folosim un limbaj simplu și simplu pentru a dezvălui adevărata natură a acestor patru „greutăți grele”. Astfel, vei ști exact la ce te uiți data viitoare când le vei vedea.
Mașini de testare|Testoare de duritate|Date tehnice pentru pregătirea probelor metalografice – Fabrica de fabricație de instrumente Zhongyan din Shanghai
Imagine comparativă a celor patru tipuri de testere de duritate
I. Duritate Brinell (HBW): Apăsând o adâncime mare, privind întreaga imagine
Mai simplu spus, testul de duritate Brinell se bazează pe „forța brută”.
O bilă de carbură cimentată (indenter) este presată ferm pe suprafața metalică și se măsoară dimensiunea indentării circulare rezultate. Cu cât adâncitura este mai mică, cu atât materialul este mai dur.
Gândiți-vă la asta ca la presarea unei mingi mari de fier într-un bulgăre de aluat: cu cât adâncimea este mai mică și mai mică, cu atât aluatul este mai „durer” (mai elastic/ferme) și cu atât este mai greu de comprimat.
Avantajul acestei metode este că evaluează materialul ca întreg. Deoarece adâncitura este relativ mare, duritatea măsurată reprezintă valoarea medie pe o anumită zonă, reflectând cu exactitate rezistența generală reală a materialului. Nu este eliminat de inconsecvențe interne minore, ceea ce face ca rezultatele să fie foarte stabile.
Deci, unde este cel mai bine folosită duritatea Brinell?
Componente mari și piese turnate brute: cum ar fi blocuri de motor turnate sau semifabricate de viteze mari.
Materiale moi: cum ar fi oțel netratat, fontă și aliaje de cupru sau aluminiu.
Piese care necesită performanță generală: cum ar fi componentele arborelui care au suferit călire și revenire.
Notație tipică: 220-255 HBW (cel mai frecvent întâlnită la oțelurile călite și revenite, cum ar fi oțelul 45). Testarea durității Brinell este utilizată în general pentru materiale cu o duritate care nu depășește 650 HBW.
II. Duritate Rockwell (HRC): Faceți o mică adâncime, măsurați adâncimea
Metoda durității Rockwell funcționează exact în mod opus metodei Brinell. În loc să măsoare diametrul adânciturii, măsoară adâncimea de penetrare.
Începe prin aplicarea unei forțe mici de preîncărcare pe suprafață, urmată de o sarcină principală mai mare; în cele din urmă, se îndepărtează sarcina principală și se măsoară cantitatea de recuperare elastică (cât de mult se întoarce indentatorul). Cu cât revine mai puțin, cu atât penetrarea este mai adâncă, indicând un material mai moale.
Îl puteți vizualiza astfel: apăsând un ac în lemn. Cu cât acul pătrunde mai puțin adânc, cu atât lemnul este mai dur. Testul nostru HRC folosește un „ac” (indentor conic) din diamant.
Avantajele acestei metode sunt viteza, acuratețea și eficiența. Rezultatele sunt obținute în câteva secunde, iar adâncitura este atât de mică încât nu provoacă practic nicio deteriorare a suprafeței piesei de prelucrat.
Prin urmare, duritatea Rockwell (HRC) este concepută special pentru „materiale cu duritate mare-”, în special pentru cele comune în producție:
Componente din oțel călite: matrițe, scule de tăiere, rulmenți și dinți angrenaj.
Inspecție după-tratament termic-: o verificare rapidă-la fața locului în atelier dezvăluie imediat dacă tratamentul termic respectă specificațiile.
Notație tipică: 58–62 HRC (cel mai obișnuit pentru oțel turnat și oțel pentru rulmenți).
Există mai multe scale Rockwell. Cântarul HRC utilizează o sarcină de 150 kg și acoperă un interval de la 20 HRC până la 70 HRC. Dacă materialul este prea moale (<20 HRC), measurements are inaccurate, requiring a switch to the HRB scale; if it is too hard (>67 HRC), dispozitivul de penetrare cu diamant riscă deteriorarea, necesitând trecerea la scara HRA.
Scara HRA este potrivită pentru carburi cimentate și oțel carburat, în timp ce HRB este potrivită pentru oțel moale, aliaje de aluminiu și aliaje de cupru. Alegerea unei scale greșite face ca datele rezultate să fie inutile.
Principii de testare și aplicații ale diferitelor metode de măsurare a durității materialelor – TestDog (Servicii de cercetare științifică)
III. Duritate Vickers (HV): Aplicați o presiune ușoară, examinați straturi subțiri
Duritatea Vickers seamănă cu metoda Brinell, dar oferă o precizie meticuloasă. Utilizează un indentor de diamant în formă de piramidă pătrată-; atunci când este apăsat, lasă o adâncitură îngrijită, de formă pătrată-pe suprafața materialului. Apoi se folosește un microscop pentru a măsura lungimea diagonalei pătratului, permițând calcularea valorii durității.
Îl puteți vizualiza ca folosind un mic diamant pentru a apăsa ușor un semn pătrat pe suprafața materialului. Acest semn este atât de mic încât este abia vizibil cu ochiul liber.
Cele mai mari avantaje ale testului de duritate Vickers sunt versatilitatea și precizia acestuia.
Gamă largă: poate testa materiale de la foarte moi la foarte dure și utilizează o scară unificată-spre deosebire de testul Rockwell, care este împărțit în mai multe scale diferite.
Sarcină reglabilă: puteți aplica o forță mare pentru a testa materialul în vrac sau o forță foarte mică pentru a testa o anumită zonă locală.
Precizie ridicată: Deoarece indentarea este mică, permite testarea foarte țintită.
Scara de duritate Vickers acoperă o gamă vastă-de la câțiva HV la 3000 HV-făcându-l cel mai precis dintre testele obișnuite de duritate.
În consecință, excelează în analiza „caracteristicilor de suprafață” esențiale pentru producția avansată:
Plăci subțiri și componente cu pereți-subțiri: cum ar fi pereții de aluminiu ai cutiilor de băuturi sau carcasele telefoanelor mobile.
Straturi tratate cu suprafață-: măsoară cu precizie duritatea straturilor carburate, nitrurate sau galvanizate.
Micro-componente: piese de precizie de mărimea unei unghii; în timp ce alți testeri de duritate ar putea avea dificultăți să le acceseze, testul Vickers le gestionează cu ușurință.
Typical notation: >700HV0,5 („0,5” indică o forță de testare de 0,5 kg, folosită în mod obișnuit pentru suprafețele nitrurate).
Efectul indentărilor Vickers asupra proprietăților mecanice ale ceramicii cu carbură de siliciu sinterizată în stare solidă fără presiune-
IV. Duritate Shore (HS): Mingea care sări-Observând revenirea
Cele trei metode anterioare implică indentarea „statică”, în timp ce duritatea Shore este „dinamică”.
Metoda este destul de interesantă: o greutate care conține un mic vârf de diamant este lăsată să cadă liber de la o anumită înălțime pe suprafața materialului și se măsoară înălțimea returului său. Cu cât reboundul este mai mare, cu atât materialul este mai dur.
O poți vizualiza astfel: dacă arunci o minge care sărită pe o podea de beton, aceasta sări sus, dar dacă o arunci pe bumbac, abia sare deloc. Duritatea Shore funcționează pe același principiu. Avantajele acestei metode sunt că este foarte portabilă și ne-distructivă. Instrumentul poate fi transportat cu ușurință și nu lasă urme semnificative pe piesa de prelucrat.
Prin urmare, este utilizat în principal pentru:
Piese de prelucrat foarte-foarte mari, grele: cum ar fi role masive de laminoare (cu o greutate de sute de tone), arbori mari de turbină și piese forjate uriașe. Este pur și simplu imposibil să mutați aceste articole la un tester de duritate de pe banc pentru măsurare.
Testare-la fața locului: determinarea rapidă a durității materialului chiar pe podeaua atelierului sau în timpul întreținerii echipamentelor în aer liber.
Testerul de duritate Shore este un dispozitiv portabil, potrivit în special pentru piese de prelucrat medii-și-mari din industria metalurgică și a mașinilor grele, cum ar fi role, arbori cotit și roți dințate foarte-mari.
O notă specială: duritatea Shore (HS) utilizată în producție este complet diferită de duritatea Shore (HA/HB) folosită pentru cauciuc și materiale plastice! Deși numele diferă doar printr-un singur caracter, principiile de bază și materialele testate sunt complet diferite-deci asigurați-vă că nu le confundați.
Cum alegi un tester portabil de duritate Leeb?
Cum ar trebui să alegi mai exact? Pune-ți trei întrebări.
Acum că ați văzut specialitățile acestor patru „experți”, imaginea este mai clară? Să recapitulăm cum să luăm o decizie rapidă într-un scenariu de lucru real-:
1. Întreg sau parțial?
Performanță generală, piese turnate/forjate brute, componente mari → HBW
Duritate ridicată, piese stinse, verificări rapide ale produselor finite → HRC
2. Strat subțire sau bucată mică?
Straturi carburate de suprafață, acoperiri, foi subțiri, piese mici → HV
3. La-site-ul sau în laborator?
Componente masive (sute de tone), testare de urgență la-site → HS
O problemă care dă bătăi de cap multor oameni
Uneori, este posibil să observați că același material este specificat diferit în același plan sau în diferite documente tehnice-enumerând 220–255 HBW într-un loc și 22–28 HRC în altul. Aceste două specificații înseamnă același lucru?
Iată concluzia în avans: pentru oțelul călit-și-standard (cum ar fi oțelul 45), specificarea HBW este practica mai frecventă și preferată.
Motivul este simplu: scopul călirii și călirii este de a obține proprietăți stabile pe întreaga piesă-atât pe suprafață, cât și pe miez. Testul Brinell (HBW) creează o adâncime mare și măsoară starea medie generală a materialului, care se aliniază perfect cu această cerință. În plus, standardele naționale recomandă folosirea metodei Brinell în mod preferențial pentru materiale cu o duritate sub 450 HBW.
Deci, de ce unii oameni încă specifică HRC?
Există câteva motive posibile: piesa ar putea fi prea mică, ceea ce face ca indentarea Brinell să fie prea mare pentru a fi măsurată; atelierul ar putea fi obișnuit să folosească testere Rockwell (datorită vitezei lor); sau practica ar putea proveni pur și simplu din desene inginerești mai vechi. În ceea ce privește valorile, un interval de 220-255 HBW se transformă în aproximativ 20-26 HRC, ceea ce se aliniază bine cu intervalul 22-28 HRC.
Iată un ghid rapid de referință: HRC 30 ≈ HV 300; HRC 40 ≈ HV 400; HRC 50 ≈ HV 500.
În cele din urmă, nicio metodă nu este absolut corectă sau greșită; mai degrabă, ele reflectă abordări diferite ale inspecției.
