Kekerasan logam. logam meja kekerasan

Untuk bagian dan mekanisme yang bahan tahan lama dan dapat diandalkan dari mana mereka dibuat, harus sesuai dengan kondisi yang diperlukan untuk bekerja. Itulah mengapa penting untuk mengendalikan nilai-nilai yang diijinkan sifat mekanik dasar mereka. Dengan sifat mekanik adalah kekerasan, kekuatan, ketangguhan, keuletan. kekerasan logam - karakterisasi struktural utama.

gagasan

Kekerasan logam dan paduan, - properti bahan menciptakan hambatan pada penetrasi di lapisan permukaan dari tubuh yang tidak cacat atau dihancurkan selama beban bersamaan (lekukan). Tentukan tujuan:

• informasi tentang validitas fitur struktural dan kemampuan operasi;
• analisis waktu tindakan;
• kontrol hasil pengobatan suhu.

Dari angka ini kekuatan permukaan sebagian bergantung dan ketahanan terhadap penuaan. Memeriksa sebagai bahan baku dan suku siap pakai.

studi pilihan

Indikator adalah kuantitas yang disebut jumlah kekerasan. Ada berbagai metode untuk mengukur kekerasan logam. Studi paling akurat termasuk penggunaan berbagai macam perhitungan dan indenters kekerasan terkait:

1. Brinell: esensi dari aparat - lekukan bola dalam perhitungan logam atau paduan lekukan diameter dianalisis dan perhitungan berikutnya dari parameter mekanik matematika.
2. Rockwell: digunakan bola atau berlian meruncing tip. Nilai yang ditampilkan pada dial atau Penyelesaian ditentukan.
3. Vickers: pengukuran paling akurat dari kekerasan logam dengan ujung berlian piramida.

Ada formula khusus dan tabel untuk menentukan korespondensi antara kinerja parametrik metode pengukuran yang berbeda untuk bahan yang sama.

Faktor-faktor yang menentukan varian pengukuran

Di bawah kondisi laboratorium, dengan kisaran diperlukan peralatan, pilihan studi yang dilakukan dalam ketergantungan pada karakteristik khusus dari benda kerja.

1. Nilai indikatif dari parameter mekanik. Untuk baja struktural dan bahan dengan rendah kekerasan hingga 450-650 HB metode Brinell digunakan; untuk alat, baja paduan dan paduan lainnya - Rockwell; untuk tverdosplavov - Vickers.
2. Dimensi benda uji. bagian terutama kecil dan tipis diperiksa oleh kekerasan tester Vickers.
3. Ketebalan logam di titik pengukuran, khususnya, disemen atau lapisan nitrided.

Semua persyaratan dan sesuai dengan GOST didokumentasikan.

Fitur metode Brinell

pengujian kekerasan logam dan paduan menggunakan Brinell hardness dilakukan dengan fitur berikut:

1. The indentor - bola dari baja paduan atau tungsten paduan karbida dengan diameter 1, 2, 2,5, 5 atau 10 mm (GOST 3722-81).
2. Durasi statis lekukan: untuk besi dan baja - 10-15 s untuk paduan non-ferrous - 30, juga dimungkinkan dengan durasi 60, dan dalam beberapa kasus - 120 dan 180 ...
3. Nilai batas parameter mekanik: 450 HB ketika mengukur bola baja; HB 650 dengan menggunakan tverdosplava.
4. Mungkin beban. Dengan bantuan dari barang yang disediakan disesuaikan deformasi kekuatan sebenarnya pada sampel uji. mungkin nilai-nilai mereka minimum: 153,2, 187,5, 250 N; maksimum - 9807, 14710, 29420 H (GOST 23.677-79).

Menggunakan rumus, tergantung pada diameter yang dipilih dari bola dan dengan bahan uji, satu dapat menghitung diperbolehkan kekuatan lekukan yang sesuai.

jenis paduan	beban perhitungan matematika
Baja, nikel dan paduan titanium	30D 2
besi cor	2 10D, 30D 2
Tembaga dan paduan tembaga	2 5D, 10D 2, 30D 2
logam ringan dan paduan	2,5D 2, 2 5D, 10D 2, 15D 2
Timbal, timah	1D 2

sebutan CONTOH:

400HB10 / 1500-1520, di mana 400HB - Brinell kekerasan logam; 10 - diameter Ball, 10 mm; 1500 - beban statis, 1500 kg; 20 - periode lekukan 20.

Untuk menetapkan angka pastinya efisien mengeksplorasi sampel yang sama di beberapa tempat, dan hasil keseluruhan ditentukan dengan mencari nilai rata-rata yang diterima.

Metode Penentuan kekerasan Brinell

Proses penelitian melibatkan langkah-langkah berikut:

1. Periksa rincian tentang kepatuhan dengan persyaratan (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. Periksa servis perangkat.
3. Untuk memilih bola yang diinginkan, identifikasi usaha yang mungkin, instalasi kargo untuk periode pembentukannya dari lekukan.
4. Mulai kekerasan dan deformasi spesimen.
5. diameter istirahat pengukuran.
6. perhitungan empiris.

HB = F / A,

di mana F - beban, kg atau H; A - area cetak, mm ^2.

HB = (0102 * F) / (π * D * h),

di mana D - diameter bola, mm; h - kedalaman lekukan, mm.

kekerasan logam diukur dengan cara ini memiliki hubungan empiris dengan perhitungan parameter kekuatan. metode yang akurat, terutama untuk paduan lembut. Ini adalah fundamental dalam menentukan nilai-nilai dari sistem sifat mekanik.

Fitur metode Rockwell

Metode pengukuran ditemukan di 20-ies abad XX, lebih otomatis dari yang sebelumnya. Hal ini digunakan untuk bahan lebih keras. karakteristik utama (GOST 9013-59, GOST 23.677-79):

1. Kehadiran beban utama 10 kg.
2. Periode paparan: 10-60.
3. nilai batas indikator yang mungkin: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. jumlah ini divisualisasikan pada kekerasan panggil, juga dapat dihitung deret hitung.
5. Skala dan indentor. Dikenal 11 skala yang berbeda tergantung pada jenis indentor dan beban statis maksimum yang diizinkan. paling umum penggunaan: A, B dan C.

A: berlian meruncing ujung apeks sudut 120˚, kekuatan diijinkan Total pengaruh statis - 60 kgf, HRA; mempelajari produk baik, sebagian besar penyewaan.

C: sebagai berlian kerucut, yang dirancang untuk gaya maksimum 150 kgf, HRC, berlaku untuk bahan padat dan mengeras.

B: Ukuran bola 1,588 mm, terbuat dari baja dikeraskan atau hard paduan karbida-tungsten, beban - 100 kgf, HRB, digunakan untuk menilai kekerasan produk anil.

Gumpalan-tip (1,588 mm) cocok untuk skala Rockwell B, F, skala G. E juga ada, H, K, yang digunakan diameter bola 3,175 mm (GOST 9013-59).

Jumlah sampel dilakukan dengan menggunakan Rockwell hardness tester di daerah yang sama dibatasi oleh ukuran item. Probe dapat digunakan kembali di wilayah 3-4 diameter ruang deformasi sebelumnya. Ketebalan produk uji dan diatur. Ini tidak boleh kurang dari 10 kali peningkatan kedalaman penetrasi ujung.

sebutan CONTOH:

50HRC - logam kekerasan Rockwell, diukur dengan menggunakan tip berlian, jumlah yang sama dengan 50.

Rencana penelitian tentang skala Rockwell

pengukuran kekerasan logam lebih disederhanakan dari proses untuk Brinell.

1. Evaluasi dimensi dan karakteristik permukaan benda kerja.
2. Periksa servis perangkat.
3. Penentuan jenis ujung dan kapasitas beban.
4. Instalasi sampel.
5. Pelaksanaan upaya utama pada bahan, ukuran 10 kgf.
6. Pelaksanaan upaya kepatuhan penuh.
7. Membaca diterima menghubungi nomor pada skala.

Hal ini juga memungkinkan perhitungan matematis untuk secara akurat menentukan parameter mekanik.

Di bawah kondisi menggunakan kerucut diamond memiliki beban 60 kgf, atau 150:

HR = 100 - ((Hh) / 0002;

ketika membuat tes dengan bola di bawah gaya 100 kgf:

HR = 130 - ((Hh) / 0002,

di mana h - kedalaman penetrasi indentor dalam kekuatan utama dari 10 kgf; H - kedalaman penetrasi dari indentor di bawah beban penuh; 0.002 - faktor yang mengatur jumlah gerakan dari ujung ketika jumlah kekerasan oleh 1 unit.

Metode Rockwell sederhana, tetapi tidak tepat. Pada saat yang sama memungkinkan Anda untuk mengukur sifat mekanik dari logam keras dan paduan.

Rincian teknik Vickers

Penentuan kekerasan logam dengan metode ini adalah yang paling sederhana dan akurat. Kekerasan didasarkan pada lekukan di ujung sampel piramida berlian.

Fitur utama:

1. The indentor: berlian piramida dengan sudut puncak 136 °.
2. Beban maksimum yang diijinkan: untuk besi cor paduan dan baja - 5-100 kgf; untuk paduan tembaga - 2,5-50 kg; untuk aluminium dan paduannya - 1-100 kgf.
3. Periode paparan beban statis: 10 sampai 15 detik.
4. materi tes: baja dan logam non-ferrous dengan kekerasan 450-500 HB, termasuk produk setelah pengobatan termokimia.

sebutan CONTOH:

700HV20 / 15,

dimana 700HV - angka kekerasan Vickers; 20 - beban 20 kg; 15 - selama upaya statis 15.

Urutan studi Vickers

Prosedur ini sangat disederhanakan.

1. Periksa sampel dan peralatan. Perhatian khusus diberikan untuk rincian permukaan.
2. Memilih usaha yang diijinkan.
3. Pemasangan bahan uji.
4. Mulai kekerasan dalam pekerjaan.
5. Membaca hasil pada dial.

perhitungan matematis dengan metode ini adalah sebagai berikut:

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

di mana F - Beban, kgf; d - nilai rata-rata panjang dari diagonal dari lekukan di mm.

Hal ini memungkinkan Anda untuk mengukur logam kekerasan tinggi, bagian tipis dan kecil, sambil memberikan akurasi yang tinggi dari hasilnya.

Metode untuk transisi antara sisik

Setelah menentukan diameter cetak dengan bantuan peralatan khusus, Anda dapat menggunakan tabel untuk menentukan kekerasan. Tabel kekerasan logam - terbukti asisten dalam perhitungan parameter mekanik. Jadi, jika Anda tahu Brinell, mudah dapat menentukan jumlah yang sesuai Vickers atau Rockwell.

Contoh beberapa nilai-nilai yang cocok:

Diameter lekukan, mm	Metode investigasi
	Brinell	Rockwell			Vickers
		A	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

logam meja kekerasan didasarkan pada data eksperimental dan memiliki akurasi tinggi. Ada juga grafik dari Brinell kekerasan kandungan karbon dalam paduan besi-karbon. Dengan demikian, sesuai dengan dependensi tersebut untuk baja untuk jumlah karbon dalam komposisi sama dengan 0,2% itu berjumlah 130 HB.

untuk sampel persyaratan

Sesuai dengan persyaratan tamu, potongan uji harus sesuai dengan karakteristik sebagai berikut:

1. Pemanenan harus halus, tegas pada kekerasan meja, ujungnya harus halus dan hati-hati diproses.
2. Permukaan harus memiliki kekasaran permukaan minimum. Ini harus diampelas dan dibersihkan, termasuk dengan bantuan komposisi kimia. Secara bersamaan, selama proses permesinan, adalah penting untuk mencegah pembentukan pengerasan kerja dan peningkatan suhu tidur diproses.
3. bagian harus sesuai dengan metode yang dipilih untuk menentukan kekerasan sifat parametrik.

Pertunjukan persyaratan utama - akurasi prasyarat.

kekerasan logam - properti mekanik fundamental yang penting yang mengidentifikasi mereka beberapa karakteristik mekanik dan teknologi, hasil proses pemesinan sebelumnya, dampak dari faktor sementara, kondisi operasi mungkin. Teknik seleksi studi tergantung pada karakteristik sampel indikatif, parameter dan komposisi kimia.