Hårdheden af metaller. Tabel hårdhed metaller

Til dele og mekanismer var holdbare og pålidelige materialer, som de er lavet, skal opfylde de nødvendige betingelser for arbejde. Derfor er det vigtigt at kontrollere de tilladte værdier af deres grundlæggende mekaniske egenskaber. Af de mekaniske egenskaber er af hårdhed, styrke, sejhed, sejhed. hårdheden af metaller - den primære strukturelle karakterisering.

begreb

Hårdheden af metaller og legeringer, - en væsentlig egenskab at skabe modstand på indtrængen i sine overfladelag af et organ, der ikke er deformeret eller ødelagt ved samtidig belastning (fordybning). Bestem formålet med:

• oplysninger om gyldigheden af de strukturelle træk og operativsystemer kapaciteter;
• analyse af foranstaltningen tid;
• kontrol temperatur behandlingsresultater.

Af denne figur delvist afhængige overflade styrke og modstand mod ældning. Undersøg som råvare og færdige dele.

optioner undersøgelse

Indikatoren er en mængde, som kaldes antallet af hårdhed. Der er forskellige metoder til måling af hårdheden af metaller. Den mest præcise undersøgelse omfatter anvendelse af forskellige former for beregninger og den relaterede indenters hårdhed:

1. Brinell: essensen af apparatet - Ball fordybning i beregningen den analyserede metal eller legering indrykning diameter og den efterfølgende beregning af den matematiske mekanisk parameter.
2. Rockwell: brugt kugle eller en diamant tilspidset spids. Værdien vises på skiven eller bestemmes Settlement.
3. Vickers: den mest nøjagtige måling af hårdhed af metallet med en pyramideformet diamant spids.

Der er særlige formler og tabeller for at bestemme overensstemmelserne mellem den parametriske effektiviteten af forskellige målemetoder for det samme materiale.

Faktorer, der bestemmer målingen variant

Under laboratorieforhold, med det nødvendige udvalg af udstyr, valg af den undersøgelse, afhængigt af de særlige karakteristika emnet.

1. En vejledende værdi af den mekaniske parameter. For konstruktionsstål og materialer med lav hårdhed op til 450-650 HB Brinell metode; for værktøj, legeret stål og andre legeringer - Rockwell; til tverdosplavov - Vickers.
2. Dimensionerne af prøvelegemet. Især små og tynde dele er undersøgt af en Vickers-hårdhed testeren.
3. Tykkelsen af metallet i målepunktet, især cementeret eller nitrideret lag.

Alle krav og overholdelse af dokumenteret GOST.

Funktioner Brinell metoden

Hårdhedsmåling af metaller og legeringer ved hjælp Brinell hårdhed testeren udføres med følgende funktioner:

1. Indtrykningsanordningen - kugle af legeret stål eller af wolfram legering hårdmetal med en diameter 1, 2, 2,5, 5 eller 10 mm (GOST 3722-81).
2. Varighed statisk indrykning: for jern og stål - 10-15 s for ikke-jernholdige legeringer - 30, er også mulig med en varighed på 60, og i nogle tilfælde - 120 og 180 ...
3. Grænseværdien af de mekaniske parametre: 450 HB ved måling stålkugle; HB 650 ved hjælp tverdosplava.
4. Mulig belastning. Med hjælp af de leverede varer er justeret faktiske kraft deformation på prøven. Deres mindst mulige værdier: 153,2, 187,5, 250 N; maksimum - 9807, 14710, 29420 H (GOST 23.677-79).

Anvendelse af formlerne, afhængigt valgt diameter af kuglen og ved testmaterialet, kan man beregne den tilsvarende tilladte kraft indrykning.

legeringstype	Matematisk beregning belastning
Stål, nikkel og titanlegeringer	30D 2
støbejern	2 10D, 30D 2
Kobber og kobberlegeringer	2 5D 10D 2, 30D 2
Letmetaller og legeringer	2,5D 2, 2 5D 10D 2, 15D 2
Bly, tin	1D 2

EKSEMPEL betegnelser:

400HB10 / 1500-1520, hvor 400HB - Brinell hårdhed af metallet; 10 - Ball diameter, 10 mm; 1500 - statisk belastning, 1500 kg; 20 - den periode, hvor fordybningen 20.

For at fastlægge de nøjagtige tal effektivt udforske den samme prøve flere steder, og det samlede resultat er bestemt ved at finde den gennemsnitlige værdi af modtaget.

Bestemmelsesmetode Brinell-hårdhed

Forskningen proces omfatter følgende trin:

1. Tjek detaljerne på opfyldelse af kravene (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. Check af servicevenlighed af enheden.
3. For at vælge den ønskede kugle, identifikation af mulige indsats, installation af gods for sin dannelse periode af indrykning.
4. Begyndende hårdhed og deformation af prøven.
5. Måling reces diameter.
6. Empirisk beregning.

HB = F / A,

hvor F - belastning, Kgs eller H; A - print område, ^mm2.

HB = (0102 * F) / (π * D * h),

hvor D - diameteren af kuglen, mm; h - indrykning dybde, mm.

Hårdhed metal målt på denne måde har den empiriske forhold til beregning af styrkeparametre. nøjagtig metode, især for bløde legeringer. Det er grundlæggende for at bestemme værdierne af systemerne i de mekaniske egenskaber.

Features Rockwell metoder

Denne målemetode blev opfundet i 20-erne af XX århundrede, mere automatiserede end den foregående. Det bruges til hårdere materialer. Dets vigtigste karakteristika (GOST 9013-59, GOST 23.677-79):

1. Tilstedeværelsen af en primær belastning 10 kg.
2. Eksponering Periode: 10-60.
3. Boundary værdier af mulige indikatorer: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. Nummeret er visualiseret på skiven hårdhed, kan også beregnes aritmetisk.
5. Skala og indrykning. Kendt 11 forskellige skalaer afhængigt af typen af indrykning og den maksimale tilladte statiske belastning. Den mest almindelige brug: A, B og C.

A: diamond tilspidset spids topvinkel 120˚, tilladelige strøm samlede statiske påvirkninger - 60 kgf, HRA; studeret fine produkter, primært huslejer.

C: som diamant kegle, designet til maksimal kraft på 150 kgf, HRC, er anvendelig til faste og hærdede materialer.

B: kugle størrelse på 1,588 mm, lavet af hærdet stål eller hårdt carbid-wolfram-legering, belastningen - 100 kgf, HRB, anvendes til at vurdere hårdheden af annealede produkter.

Blob-spids (1,588 mm) er egnet til skala Rockwell B, F, også eksisterer G. E skala, H, K, for hvilke der anvendes en kugle diameter på 3,175 mm (GOST 9013-59).

Antallet af prøver udført ved anvendelse af en Rockwell hårdhedsmåler i samme område er begrænset af størrelsen af punkterne. Genanvendelige sonde i området 3-4 diameteren af det foregående deformation plads. Tykkelsen af testprodukterne og reguleret. Det må ikke være mindre end 10 gange forøget indtrængningsdybde af spidsen.

EKSEMPEL betegnelser:

50HRC - metal Rockwell hårdhed, målt under anvendelse af en diamant spids og dets nummer er lig med 50.

Plan forskning på Rockwell skalaen

metal hårdhedsmåling er mere forenklet end processen for Brinell.

1. Evaluering af dimensioner og karakteristika emneoverfladen.
2. Check af servicevenlighed af enheden.
3. Bestemmelse spids type og lasteevne.
4. Installation prøven.
5. Gennemførelsen af de primære indsats på det materiale, størrelse på 10 kgf.
6. Implementering af fuld overholdelse indsats.
7. Læsning af en modtaget taste nummeret på skalaen.

Det er også muligt matematisk beregning for nøjagtigt bestemme den mekaniske parameter.

Under forudsætning af at anvende en diamant konus med en belastning på 60 kgf eller 150:

HR = 100 - ((Hh) / 0,002;

når de foretager test med bolden under kraft på 100 kgf:

HR = 130 - ((Hh) / 0,002,

hvor h - indtrængningsdybden af indtrykningsanordningen i den primære kraft 10 kgf; H - indtrængningsdybde indtrykningsanordningen under fuld belastning; 0,002 - faktor, der regulerer mængden af bevægelse af spidsen, når antallet af hårdhed med 1 enhed.

Rockwell metode er enkel, men ikke nøjagtig. Samtidig gør det muligt at måle de mekaniske egenskaber af hårde metaller og legeringer.

Nærmere oplysninger om Vickers teknik

Bestemmelse af hårdheden af metaller ved denne metode er mest enkelt og præcist. Hårdhed er baseret på indrykningen i prøven diamant pyramideformet spids.

Hovedtræk:

1. Indtrykningsanordningen: diamant pyramide med en topvinkel 136 °.
2. Maksimale tilladte belastning: for legeret støbejern og stål - 5-100 kgf; for kobberlegeringer - 2,5-50 kg; For aluminium og legeringer - 1-100 kgf.
3. Eksponering Periode statisk belastning: 10 til 15 sekunder.
4. Testmaterialer: stål og ikke-jernholdige metaller med en hårdhed på 450-500 HB, herunder produkt efter termokemisk behandling.

EKSEMPEL betegnelser:

700HV20 / 15,

hvor 700HV - Vickers-hårdhed nummer, 20 - belastning 20 kg 15 - under statiske indsats 15.

Sekvensen af undersøgelsen Vickers

Proceduren er ekstremt forenklet.

1. Kontroller prøven og udstyr. Der lægges særlig vægt på detaljerne i overfladen.
2. Valg af tilladte indsats.
3. Montering af testmaterialet.
4. Start af hårdheden i jobbet.
5. Læsning resultat på skiven.

Matematisk beregning ved denne metode er som følger:

HV = 1,8544 * (F / ^d2),

hvor F - Belastning, kgf; d - den gennemsnitlige værdi af længderne af diagonaler fordybningen i mm.

Gør det muligt at måle den høje hårdhed metal, tynde og små dele, samtidig med høj nøjagtighed af resultatet.

Fremgangsmåder til overgangen mellem de skalaer

Efter bestemmelse af diameteren af print ved hjælp af særligt udstyr, kan du bruge tabellen til at bestemme hårdheden. Table hårdhed metaller - bevist assistent i beregningen af den mekaniske parameter. Så hvis du kender Brinell, kan let bestemme et passende antal Vickers eller Rockwell.

Eksempler på nogle egnede værdier:

Diameteren af fordybningen, mm	undersøgelsesmetode
	Brinell	Rockwell			Vickers
		En	C	B
3,90	241	62,8	24,0	99,8	242
4,09	218	60,8	20.3	96,7	218
4,20	206	59,6	17.9	94,6	206
4.99	143	49,8	-	77.6	143

Tabel hårdhed metaller er baseret på forsøgsdata og har stor nøjagtighed. Der er også en graf af Brinell hårdhed carbonindholdet i jern--carbon legering. Således, i overensstemmelse med sådanne afhængigheder for stålet til mængden af kulstof i præparatet er lig med 0,2% det beløber sig til 130 HB.

prøve krav

I overensstemmelse med kravene i gæsterne, skal prøveemner i overensstemmelse med følgende karakteristika:

1. Høsten skal være glat, fast på bordet hårdhed, bør dens kanter være glat og omhyggeligt behandlet.
2. Overfladen skal have et minimum overfladeruhed. Det skal slibes og rengøres, herunder ved hjælp af kemiske sammensætninger. Samtidigt under bearbejdningsprocessen, er det vigtigt at forhindre dannelsen af deformationshærdning og forbedring af forarbejdet lejetemperatur.
3. Den del skal svare til den valgte metode til bestemmelse af hårdhed af de parametriske egenskaber.

Udførelse primære krav - en forudsætning nøjagtighed.

hårdheden af metaller - en vigtig grundlæggende mekanisk egenskab, der identificerer dem nogle af de mekaniske og teknologiske egenskaber, resultaterne af de tidligere bearbejdningsprocesser, virkningen af midlertidige faktorer, mulige driftsbetingelser. Undersøgelse selektionsteknik afhænger prøven karakteristika vejledende, dens parametre og kemiske sammensætning.