Die vermoë van 'n metaalmateriaal om die inkeping van die oppervlak deur harde voorwerpe te weerstaan, word hardheid genoem. Volgens verskillende toetsmetodes en toepassingsomvang kan hardheid verdeel word in Brinell-hardheid, Rockwell-hardheid, Vickers-hardheid, Shore-hardheid, mikrohardheid en hoë-temperatuur-hardheid. Daar is drie algemeen gebruikte hardheid vir pype: Brinell-, Rockwell- en Vickers-hardheid.
A. Brinell hardheid (HB)
Gebruik 'n staalbal of karbiedbal van 'n sekere deursnee om met die gespesifiseerde toetskrag (F) in die monsteroppervlak te druk. Na die gespesifiseerde houtyd, verwyder die toetskrag en meet die inkepingsdeursnee (L) op die monsteroppervlak. Brinell-hardheidswaarde is die kwosiënt wat verkry word deur die toetskrag te deel deur die oppervlakarea van die ingespringende sfeer. Uitgedruk in HBS (staalbal), is die eenheid N/mm2 (MPa).
Die berekeningsformule is:
In die formule: F–die toetskrag wat in die oppervlak van die metaalmonster gedruk word, N;
D–Deursnee van staalbal vir toets, mm;
d–gemiddelde deursnee van inkeping, mm.
Die meting van Brinell-hardheid is meer akkuraat en betroubaar, maar oor die algemeen is HBS slegs geskik vir metaalmateriale onder 450N/mm2 (MPa), en is nie geskik vir harder staal of dunner plate nie. Onder staalpypstandaarde is Brinell-hardheid die algemeenste. Die inkepingsdeursnee d word dikwels gebruik om die hardheid van die materiaal uit te druk, wat beide intuïtief en gerieflik is.
Voorbeeld: 120HBS10/1000130: Dit beteken dat die Brinell-hardheidswaarde gemeet deur 'n 10mm deursnee staalbal onder die toetskrag van 1000Kgf (9.807KN) vir 30s (sekondes) 120N/mm2 (MPa) te gebruik.
B. Rockwell-hardheid (HR)
Die Rockwell-hardheidstoets, soos die Brinell-hardheidstoets, is 'n inkepingstoetsmetode. Die verskil is dat dit die diepte van die inkeping meet. Dit wil sê, onder die opeenvolgende werking van die aanvanklike toetskrag (Fo) en die totale toetskrag (F), word die inspringer (kegel of staalbal van die staalmeule) in die oppervlak van die monster gedruk. Na die gespesifiseerde houtyd word die hoofkrag verwyder. Toets krag, gebruik die gemete oorblywende inkeping diepte inkrement (e) om die hardheid waarde te bereken. Die waarde daarvan is 'n anonieme getal, verteenwoordig deur die simbool HR, en die skale wat gebruik word, sluit 9 skale in, insluitend A, B, C, D, E, F, G, H en K. Onder hulle is die skale wat algemeen gebruik word vir staalhardheidstoetsing oor die algemeen A, B en C, naamlik HRA, HRB en HRC.
Die hardheidwaarde word bereken deur die volgende formule te gebruik:
Wanneer getoets word met A- en C-skale, HR=100-e
Wanneer met B-skaal getoets word, HR=130-e
In die formule, e – word die inkrement van die oorblywende inkepingsdiepte uitgedruk in die gespesifiseerde eenheid van 0.002 mm, dit wil sê wanneer die aksiale verplasing van die inspringer een eenheid (0.002 mm) is, is dit gelykstaande aan 'n verandering in Rockwell-hardheid met een getal. Hoe groter die e-waarde, hoe laer is die hardheid van die metaal, en omgekeerd.
Die toepaslike omvang van bogenoemde drie skale is soos volg:
HRA (diamantkeël inspringer) 20-88
HRC (diamantkeël inspringer) 20-70
HRB (deursnee 1,588 mm staal bal inspringer) 20-100
Rockwell-hardheidstoets is tans 'n wyd gebruikte metode, waaronder HRC gebruik word in staalpypstandaarde, net die Brinell-hardheid HB. Rockwell-hardheid kan gebruik word om metaalmateriaal van uiters sag tot uiters hard te meet. Dit vergoed vir die tekortkominge van die Brinell-metode. Dit is eenvoudiger as die Brinell-metode en die hardheidwaarde kan direk vanaf die draaiknop van die hardheidmasjien gelees word. Weens sy klein inkeping is die hardheidswaarde egter nie so akkuraat soos die Brinell-metode nie.
C. Vickers hardheid (HV)
Die Vickers-hardheidstoets is ook 'n inkepingstoetsmetode. Dit druk 'n vierkantige piramidale diamantinspringer met 'n ingeslote hoek van 1360 tussen teenoorgestelde oppervlaktes in die toetsoppervlak teen 'n geselekteerde toetskrag (F), en verwyder dit na die gespesifiseerde houtyd. Krag, meet die lengte van die twee hoeklyne van die inkeping.
Die Vickers-hardheidswaarde is die kwosiënt van die toetskrag gedeel deur die inkepingsoppervlakte. Sy berekeningsformule is:
In die formule: HV–Vickers hardheidsimbool, N/mm2 (MPa);
F–toetskrag, N;
d–die rekenkundige gemiddelde van die twee hoeklyne van die inkeping, mm.
Die toetskrag F wat in Vickers-hardheid gebruik word, is 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) en ander ses vlakke. Die hardheidwaarde kan gemeet word Die reeks is 5 ~ 1000HV.
Voorbeeld van uitdrukkingsmetode: 640HV30/20 beteken dat die Vickers-hardheidswaarde gemeet met 'n toetskrag van 30Hgf (294.2N) vir 20S (sekondes) 640N/mm2 (MPa) is.
Die Vickers-hardheidsmetode kan gebruik word om die hardheid van baie dun metaalmateriale en oppervlaklae te bepaal. Dit het die belangrikste voordele van Brinell- en Rockwell-metodes en oorkom hul basiese tekortkominge, maar dit is nie so eenvoudig soos Rockwell-metode nie. Vickers-metode word selde in staalpypstandaarde gebruik.
Pos tyd: Apr-03-2024