Độ cứng của kim loại. kim loại Bảng cứng

Để các bộ phận và cơ chế là vật liệu bền và đáng tin cậy từ đó họ được thực hiện, phải tuân thủ các điều kiện cần thiết cho công việc. Đó là lý do tại sao nó quan trọng để kiểm soát các giá trị cho phép của các tính chất cơ học cơ bản của họ. Bởi các tính chất cơ học là độ cứng, độ bền, độ dai, độ dẻo. độ cứng của kim loại - các đặc điểm cấu trúc chính.

khái niệm

Độ cứng của kim loại và hợp kim, - một tài sản vật chất của việc tạo ra sức đề kháng tại thâm nhập trong các lớp bề mặt của một cơ thể mà không bị biến dạng hay bị phá hủy trong quá trình tải đồng thời (thụt đầu dòng). Xác định mục đích:

• thông tin về tính hợp lệ của các đặc điểm cấu trúc và khả năng điều hành;
• phân tích về thời gian hoạt động;
• kiểm soát kết quả điều trị nhiệt độ.

Từ con số này sức mạnh bề mặt một phần phụ thuộc và khả năng chống lão hóa. Kiểm tra như một nguyên liệu thô và các bộ phận làm sẵn.

nghiên cứu lựa chọn

Chỉ số là một đại lượng được gọi là số độ cứng. Có nhiều phương pháp đo độ cứng của kim loại. Nghiên cứu chính xác nhất bao gồm việc sử dụng các loại tính toán và indenters độ cứng liên quan:

1. Brinell: bản chất của bộ máy - thụt đầu dòng Ball trong việc tính kim loại hoặc hợp kim có đường kính thụt đầu dòng phân tích và tính toán tiếp theo của tham số cơ khí toán học.
2. Rockwell: sử dụng bóng hoặc một viên kim cương thon mũi. Giá trị được hiển thị trên đồng hồ hoặc giải quyết xác định.
3. Vickers: đo lường chính xác nhất độ cứng của kim loại với một mẹo kim cương hình chóp.

Có công thức đặc biệt và bảng để xác định sự tương ứng giữa việc thực hiện tham số của phương pháp đo lường khác nhau cho cùng một vật liệu.

Các yếu tố xác định các biến đo lường

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, với phạm vi cần thiết của thiết bị, sự lựa chọn của nghiên cứu này được tiến hành trong sự phụ thuộc vào đặc điểm cụ thể của phôi.

1. Một giá trị chỉ mang tính tham số cơ khí. Đối với kết cấu thép và các vật liệu với độ cứng thấp lên đến 450-650 HB Brinell phương pháp được sử dụng; cho công cụ, thép hợp kim và các hợp kim khác - Rockwell; cho tverdosplavov - Vickers.
2. Các kích thước của mẫu thử nghiệm. phần đặc biệt là nhỏ và mỏng được kiểm tra bởi một đo độ cứng Vickers.
3. Độ dày của kim loại trong điểm đo, đặc biệt là củng cố hoặc lớp nitrided.

Tất cả các yêu cầu và phù hợp với GOST tài liệu.

Đặc điểm phương pháp Brinell

kiểm tra độ cứng của kim loại và hợp kim sử dụng Brinell đo độ cứng được tiến hành với các tính năng sau đây:

1. Các indenter - bóng của thép hợp kim hoặc vonfram hợp kim cacbua với đường kính 1, 2, 2,5, 5 hoặc 10 mm (GOST 3722-81).
2. Thời gian tĩnh thụt đầu dòng: đối với sắt, thép - 10-15 s cho các hợp kim loại màu - 30, cũng có thể có thời hạn là 60, và trong một số trường hợp - 120 và 180 ...
3. Giá trị ranh giới của các thông số cơ khí: 450 HB khi đo bóng thép; HB 650 bằng cách sử dụng tverdosplava.
4. Có thể tải. Với sự giúp đỡ của hàng hoá cung cấp được điều chỉnh biến dạng lực thực tế trên mẫu thử nghiệm. giá trị của chúng có thể tối thiểu: 153,2, 187,5, 250 N; tối đa - 9807, 14.710, 29.420 H (GOST 23.677-79).

Sử dụng các công thức, tùy thuộc vào đường kính được lựa chọn của bóng và bằng vật liệu kiểm tra, người ta có thể tính toán lực lượng thụt đầu dòng cho phép tương ứng.

loại hợp kim	tải tính toán toán học
Thép, niken và các hợp kim titan	30D 2
gang	2 10D, 30D 2
Các hợp kim đồng và đồng	2 5D, 10D 2, 30D 2
Kim loại nhẹ và hợp kim	2,5D 2, 2 5D, 10D 2, 15D 2
Chì, thiếc	1D 2

định danh VÍ DỤ:

400HB10 / 1500-1520, nơi 400HB - Brinell độ cứng của kim loại; 10 - đường kính Ball, 10 mm; 1500 - tải trọng tĩnh, 1500 kg; 20 - giai đoạn thụt đầu dòng 20.

Để thiết lập các con số chính xác hiệu quả khám phá những mẫu tương tự ở một số nơi, và kết quả tổng thể được xác định bằng cách tìm giá trị trung bình của nhận.

Phương pháp xác định độ cứng Brinell

Quá trình nghiên cứu bao gồm các bước sau:

1. Kiểm tra các chi tiết về việc tuân thủ các yêu cầu (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. Kiểm tra của bảo trì của thiết bị.
3. Để chọn bóng mong muốn, xác định các nỗ lực có thể, lắp đặt hàng hóa trong giai đoạn hình thành của các vết lõm.
4. Bắt đầu từ độ cứng và biến dạng của mẫu vật.
5. đường kính hốc đo lường.
6. tính thực nghiệm.

HB = F / A,

nơi F - tải, kg hoặc H; A - khu vực in ấn, mm ^2.

HB = (0102 * F) / (π * D * h),

trong đó D - đường kính của quả bóng, mm; h - độ sâu vết lõm, mm.

kim loại cứng đo theo cách này có mối quan hệ thực nghiệm với việc tính toán các thông số sức mạnh. Phương pháp chính xác, đặc biệt là đối với các hợp kim mềm. Nó là nền tảng trong việc xác định giá trị của các hệ thống của các tính chất cơ học.

Đặc điểm phương pháp Rockwell

Phương pháp này đo lường được phát minh trong 20-tệ của thế kỷ XX, nhiều tự động so với trước đó. Nó được sử dụng cho các vật liệu khó khăn hơn. đặc điểm chính của nó (GOST 9013-59, GOST 23.677-79):

1. Sự hiện diện của một tải chính 10 kg.
2. Thời gian tiếp xúc: 10-60.
3. giá trị ranh giới của các chỉ số có thể: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. Con số này được hình dung về độ cứng quay số, cũng có thể được tính toán số học.
5. Quy mô và indenter. Được biết 11 quy mô khác nhau tùy thuộc vào loại indenter và tải trọng tĩnh cho phép tối đa. Việc sử dụng phổ biến nhất: A, B và C.

A: kim cương thon chóp đỉnh góc 120˚, sức mạnh phép tổng ảnh hưởng tĩnh - 60 kgf, HRA; sản phẩm mỹ học, chủ yếu là cho thuê.

C: như nón kim cương, được thiết kế cho lực lượng tối đa là 150 kgf, HRC, được áp dụng cho các vật liệu rắn và cứng.

B: kích thước bóng của 1,588 mm, làm bằng thép cứng hoặc hợp kim cacbua vonfram-cứng, tải trọng - 100 kgf, HRB, được sử dụng để đánh giá độ cứng của sản phẩm ủ.

Blob-tip (1,588 mm) phù hợp cho quy mô Rockwell B, F, G. E quy mô cũng tồn tại, H, K, mà được sử dụng một đường kính bóng của 3,175 mm (GOST 9013-59).

Số lượng mẫu được thực hiện bằng cách sử dụng một máy đo độ cứng Rockwell ở cùng khu vực được giới hạn bởi kích thước của các mục. thăm dò thể tái sử dụng trong khu vực 3-4 đường kính của không gian biến dạng trước. Độ dày của các sản phẩm thử nghiệm và quy định. Nó không phải nhỏ hơn 10 lần tăng độ sâu thâm nhập của mũi.

định danh VÍ DỤ:

50HRC - kim loại Rockwell độ cứng, đo bằng một mẹo kim cương, số của nó bằng 50.

nghiên cứu kế hoạch trên quy mô Rockwell

đo độ cứng kim loại là đơn giản hơn so với quá trình cho Brinell.

1. Thẩm định kích thước và các đặc điểm của bề mặt phôi.
2. Kiểm tra của bảo trì của thiết bị.
3. loại mũi quyết tâm và khả năng chịu tải.
4. Cài đặt mẫu.
5. Thực hiện các nỗ lực chính vào chất liệu, kích thước 10 kgf.
6. Thực hiện những nỗ lực tuân thủ đầy đủ.
7. Đọc một đã nhận quay số trên phạm vi.

Đây cũng là tính toán toán học càng tốt để xác định chính xác các thông số cơ khí.

Theo điều kiện của việc sử dụng một hình nón kim cương có một tải trọng 60 kgf, hoặc 150:

HR = 100 - ((Hh) / 0002;

khi thực hiện thử nghiệm với bóng dưới sức mạnh của 100 kgf:

HR = 130 - ((Hh) / 0002,

trong đó h - độ sâu của sự thâm nhập của indenter trong lực lượng chủ yếu của 10 kgf; H - chiều sâu thâm nhập của indenter dưới đầy tải; 0,002 - yếu tố điều hòa lượng chuyển động của mũi khi số độ cứng bằng 1 đơn vị.

phương pháp Rockwell là đơn giản, nhưng không chính xác. Đồng thời nó cho phép bạn đo lường các tính chất cơ học của kim loại cứng và hợp kim.

Chi tiết về kỹ thuật Vickers

Xác định độ cứng của kim loại bằng phương pháp này là đơn giản nhất và chính xác. Độ cứng được dựa trên sự thụt vào trong mũi mẫu kim cương hình chóp.

Các tính năng chính:

1. Các indenter: kim tự tháp kim cương với một góc đỉnh 136 °.
2. tải tối đa cho phép: cho gang hợp kim và thép - 5-100 kgf; cho hợp kim đồng - 2,5-50 kg; cho nhôm và các hợp kim của nó - 1-100 kgf.
3. Thời gian tiếp xúc với tải trọng tĩnh: 10 đến 15 giây.
4. vật liệu kiểm tra: thép và kim loại màu với độ cứng của 450-500 HB, bao gồm sản phẩm sau khi xử lý nhiệt hóa.

định danh VÍ DỤ:

700HV20 / 15,

trong đó 700HV - Vickers số độ cứng; 20 - tải 20 kg; 15 - trong nỗ lực tĩnh 15.

Trình tự nghiên cứu Vickers

Các thủ tục được cực kỳ đơn giản.

1. Kiểm tra các mẫu và thiết bị. Chú ý đặc biệt được trả cho các chi tiết của bề mặt.
2. Chọn nỗ lực cho phép.
3. Lắp đặt các vật liệu kiểm tra.
4. Bắt đầu từ độ cứng trong công việc.
5. Đọc kết quả trên mặt đồng hồ.

tính toán theo phương pháp này như sau:

HV = 1,8544 * (F / d ^2),

nơi F - Load, kgf; d - giá trị trung bình của độ dài của các đường chéo của thụt đầu dòng trong mm.

Nó cho phép bạn đo kim loại có độ cứng cao, các bộ phận mỏng và nhỏ, đồng thời cung cấp độ chính xác cao của kết quả.

Phương pháp cho sự chuyển tiếp giữa các vảy

Sau khi xác định đường kính của in với sự giúp đỡ của các thiết bị đặc biệt, bạn có thể sử dụng bảng để xác định độ cứng. Bảng kim loại cứng - chứng tỏ trợ trong tính toán của tham số cơ khí. Vì vậy, nếu bạn biết Brinell, có thể dễ dàng xác định một số lượng thích hợp Vickers hoặc Rockwell.

Ví dụ về một số giá trị phù hợp:

Đường kính của thụt đầu dòng, mm	Phương pháp điều tra
	Brinell	Rockwell			Vickers
		Một	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

kim loại Bảng độ cứng dựa trên dữ liệu thực nghiệm và có độ chính xác cao. Ngoài ra còn có một đồ thị của độ cứng Brinell của hàm lượng carbon trong hợp kim sắt-carbon. Như vậy, theo quy định tại phụ thuộc như thế cho thép với lượng cacbon trong thành phần tương đương với 0,2% số tiền nó để 130 HB.

để lấy mẫu yêu cầu

Phù hợp với các yêu cầu của khách, mẫu thử phải phù hợp với các đặc điểm sau:

1. Thu hoạch nên mịn màng, săn chắc vào độ cứng bảng, các cạnh của nó nên mịn màng và xử lý một cách cẩn thận.
2. Bề mặt phải có độ nhám bề mặt tối thiểu. Nó phải được cát và làm sạch, trong đó có sự giúp đỡ của thành phần hóa học. Đồng thời, trong quá trình gia công, điều quan trọng là để ngăn chặn sự hình thành của xơ cứng làm việc và nâng cao nhiệt độ giường xử lý.
3. Phần phải phù hợp với phương pháp được lựa chọn để xác định độ cứng của các thuộc tính tham số.

Thực hiện yêu cầu chính - một độ chính xác điều kiện tiên quyết.

độ cứng của kim loại - một đặc tính cơ học cơ bản quan trọng xác định họ một số các đặc tính cơ học và công nghệ, kết quả của các quá trình gia công trước đó, tác động của các yếu tố tạm thời, điều kiện hoạt động tốt. kỹ thuật lựa chọn nghiên cứu phụ thuộc vào các đặc điểm biểu hiện mẫu, các thông số của nó và thành phần hóa học.