Twardość metali. Metale Tabela twardości

Części i mechanizmów były trwałe i niezawodne materiały, z których są wykonane, muszą być zgodne z warunków niezbędnych do pracy. Dlatego ważne jest, aby kontrolować dopuszczalnych wartości ich podstawowych właściwości mechanicznych. Przez mechaniczne właściwości: twardość, wytrzymałość, twardość, ciągliwość. Twardość metali – podstawowa charakterystyka strukturalna.

pojęcie

Twardość metali i stopów, – materiał właściwość tworzenia opór penetracji w jej warstwach powierzchniowych korpusu, która nie jest odkształcana ani zniszczone podczas jednoczesnego obciążenia (wcięcia). Ustal cel:

• informacje o ważności cech strukturalnych i możliwości operacyjnych;
• Analiza czasu działania;
• Wyniki kontrolne obróbki temperaturowej.

Od częściowo od tego rysunku wytrzymałości powierzchniowej i odporności na starzenie. Zbadać jako surowca i gotowych części.

badanie opcje

Wskaźnik jest ilość, która jest nazywana liczbę twardości. Istnieją różne metody pomiaru twardości metali. Najbardziej dokładne badania obejmują stosowanie różnego rodzaju obliczeń i związanych twardości wgłębników:

1. Brinella: istotą urządzenia – wcięcia kulowego w analizowanym obliczania metalu lub stopu wcięcia średnicy i późniejsze obliczenia matematyczne parametru mechanicznej.
2. Rockwell: używany piłka lub diament zwężona końcówka. Wartość wyświetlana jest na tarczy lub określonej ugody.
3. Vickersa: najbardziej dokładny pomiar twardości metalu z piramidalnej diamentowej końcówki.

Istnieją specjalne Tabele i w celu określenia odpowiedniości pomiędzy parametrycznej wykonywania różnych metod pomiarowych dla tego samego materiału.

Czynniki determinujące wariantu pomiaru

W warunkach laboratoryjnych, z niezbędnym zakresie sprzętu, wybór badań przeprowadzonych w zależności od specyfiki przedmiotu.

1. Orientacyjną wartość parametru mechanicznej. Dla stali konstrukcyjnych i materiałów o niskiej twardości aż do 450-650 Brinella HB sposobu stosowanego; W przypadku narzędzia, stopowych i innych stopów – Rockwella; dla tverdosplavov – Vickers.
2. Wymiary próbki. Zwłaszcza małych i cienkich części są badane przez tester twardości Vickersa.
3. Grubość metalu w punkcie pomiarowym, w szczególności węglik warstwy azotowanej.

Wszystkie wymagania i zgodności z udokumentowanym GOST.

Charakterystyka metody Brinella

Testowanie twardości z metali i ich stopów za pomocą testera twardości Brinella prowadzona z następujących cech:

1. Wgłębnika – kula ze stali stopowej lub z węglika wolframu stopowej o średnicy 1, 2, 2,5, 5 lub 10 mm (GOST 3722-81).
2. Czas statyczny wcięcie: dla żelaza i stali – 10-15 s stopów nieżelaznych – 30, jest również możliwe na okres 60 lat, aw niektórych przypadkach – 120 i 180 …
3. Wartość graniczną parametrach mechanicznych: 450 HB przy pomiarze stalowej kuli; HB 650 stosując tverdosplava.
4. Możliwe obciążenie. Przy pomocy dostarczonych towarów jest regulowana rzeczywistą deformację życie w badanej próbce. Ich minimalnych możliwych wartościach: 153.2, 187.5, 250 N; Maksymalna – 9807, 14710, 29420 H (GOST 23677-79).

Za pomocą preparatów, w zależności od wybranej średnicy kuli i materiału testowego, można obliczyć odpowiednią dopuszczalną siłą wgniecenia.

Oznaczenia na przykład:

400HB10 / 1500/20, w którym 400 HB – twardość Brinella metalu; 10 – Średnica kulek 10 mm; 1500 – obciążenie statyczne, 1500 kg; 20 – okres wcięcia 20.

W celu ustalenia dokładnej liczby efektywnie badać tej samej próbki w kilku miejscach, a ogólny wynik zależy od znalezienia średnią wartość otrzymanych.

Metoda oznaczania twardości Brinella

Proces badawczy obejmuje następujące etapy:

1. Sprawdź szczegóły na temat zgodności z wymaganiami (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. Sprawdzenie serwisowania urządzenia.
3. Aby wybrać żądany piłkę, identyfikację możliwych starań, instalację ładunków za okres formacji wcięcia.
4. Począwszy od twardości i odkształcenie próbki.
5. Pomiar średnicy wgłębienia.
6. Empiryczna kalkulacja.

HP = F / A

gdzie: F – obciążenie, kg lub H; A – obszar wydruku, mm ^2.

HP = (0102 * F) / (π * D * h)

gdzie D – średnica kuli, mm; H – głębokość wcięcia, mm.

Twardość metalu mierzona w ten sposób ma empiryczny związek z obliczania parametrów wytrzymałościowych. dokładny sposób, w szczególności do miękkich stopów. Jest to fundamentalne znaczenie dla określenia wartości systemów właściwościach mechanicznych.

Charakterystyka metody Rockwella

Ta metoda pomiaru została wynaleziona w latach 20-tych XX wieku, bardziej zautomatyzowanych niż poprzedni. Jest on używany do twardszych materiałów. Jego główne cechy (GOST 9013-59, GOST 23677-79):

1. Obecność pierwotnego obciążeniem 10 kg.
2. Czas ekspozycji: 10-60.
3. Graniczne wartości możliwych wskaźników: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. Liczba jest przedstawiony na twardość wybierania, może być obliczane matematycznie.
5. Skala i wgłębnik. Wiadomo 11 różnych skal w zależności od rodzaju wgłębnika i maksymalnego dopuszczalnego obciążenia statycznego. Najczęstszym zastosowaniem A, B i C.

A: diament stożkowa końcówka kąt wierzchołkowy 120˚, dopuszczalny Całkowita moc statyczne wpływy – 60 kG HRA; Badane drobne produkty, głównie czynsze.

C: Tak jak stożek diamentową, przeznaczona do maksymalnej siły 150 kG, HRC, ma zastosowanie do materiałów stałych i utwardzone.

B: wielkość kuli 1,588 mm, wykonany z hartowanej stali lub stopu twardego węglika wolframu, obciążenie – 100 kG HRB, służy do oceny twardości wyżarzanych produktów.

Blob końcówka (1,588 mm) jest odpowiednia dla skali Rockwella B, F, G E skalę również istnieją, H, K, w którym stosuje się kulowy średnicy 3,175 mm (GOST 9013-59).

Liczba próbek odbywa się za pomocą testera twardości Rockwella w tym samym obszarze jest ograniczona wielkością pozycji. Sonda do wielokrotnego użytku w obszarze 3-4 średnicy poprzedniej powierzchni deformacji. Grubość badanych produktów i regulowane. To nie może być mniejsza niż 10-krotnie zwiększona głębokość penetracji końcówki.

Oznaczenia na przykład:

50HRC – metalowa twardość Rockwella, mierzona przy użyciu diamentowej końcówki, jego ilość wynosi do 50.

Plan badania na skali Rockwella

Pomiar twardości metalu jest prostszy od sposobu w skali Brinella.

1. Ocena wymiarów i właściwości powierzchni przedmiotu.
2. Sprawdzenie serwisowania urządzenia.
3. Określanie typu końcówki i nośność.
4. Instalacja próbki.
5. Realizacja podstawowych wysiłków materiału, rozmiar 10 kG.
6. Realizacja wszelkich starań zgodności.
7. Czytanie odebranych wybierania numeru na skali.

Możliwe jest również obliczenie matematyczne w celu dokładnego określenia parametrów mechanicznych.

Pod warunkiem zastosowania stożka diamentowego o ładunku 60 kG lub 150:

Hr = 100 – ((HH) / 0,002;

podczas wykonywania testu z piłką pod siłą 100 kG:

Hr = 130 – ((HH) / 0002,

gdzie h – głębokość penetracji wgłębnika w pierwotnej siły 10 kG; H – głębokość penetracji wgłębnika przy pełnym obciążeniu; 0,002 – czynnikiem regulującym ilość ruchów końcówki gdy liczba twardości 1 jednostki.

Metoda Rockwella jest proste, ale nie dokładny. Jednocześnie pozwala na pomiar właściwości mechanicznych metali i stopów twardych.

Szczegóły dotyczące techniki Vickersa

Określenie twardości metali za pomocą tego sposobu jest to, w najprostszy sposób i dokładnie. Twardość jest oparta na wgniecenia w końcówce próbki diament piramidalnej.

Główne cechy:

1. Wgłębnika: piramidy diamentu o kącie wierzchołkowym 136 °.
2. Maksymalne dopuszczalne obciążenie: do stopowej żeliwa i stali – 5-100 kG; w przypadku stopów miedzi – 2.5-50 kg; dla aluminium i jego stopów – 1-100 kG.
3. Okres ekspozycji obciążenie statyczne: 10 do 15 sekund.
4. Testowane materiały: stal i metale nieżelazne o twardości 450-500 HB, w tym produkcie po obróbce cieplno-chemicznej.

Oznaczenia na przykład:

700HV20 / 15

gdzie 700HV – twardość Vickersa liczba; 20 – obciążenie 20 kg; 15 – 15 podczas wysiłków statycznych.

Kolejność badania Vickers

Procedura jest bardzo uproszczona.

1. Sprawdzić próbkę i sprzętu. Szczególną uwagę przywiązuje się do szczegółów powierzchni.
2. Wybór dopuszczalnego nakładu.
3. Instalacja badanego materiału.
4. Uruchamianie twardość w pracy.
5. Odczytywanie wyników na tarczy.

obliczeń matematycznych za pomocą tej metody jest następujący:

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

gdzie: F – Load kG; d – średnia wartość długości przekątnych wcięcia w mm.

To pozwala na pomiar twardości metalu wysokie, cienkie i małe części, jednocześnie zapewniając wysoką dokładność wyniku.

Metody transformacji pomiędzy wagą

Po określeniu średnicy odcisku przy pomocy specjalnego sprzętu, można skorzystać ze stołu do określenia twardości. Metale twardości Tabela – okazały się asystenta w obliczeniach parametrów mechanicznych. Zatem, jeśli znasz Brinella może łatwo określić odpowiednią liczbę Vickersa lub Rockwella.

Przykładami odpowiednich wartości:

Metale twardości tabela jest w oparciu o dane doświadczalne i ma dużą dokładnością. Istnieje również wykres twardości Brinella zawartości węgla w stopie żelazo-węgiel. Tak więc, zgodnie z tymi dla stali zależności do ilości węgla w kompozycji równej 0,2% wynosi ona 130 HB.

próbki wymagania

Zgodnie z wymogami gości, próbki do badań musi spełniać następujące kryteria:

1. Zbiorów powinna być gładka, firma twardości stołu, jego krawędzie powinny być gładkie, dokładnie przetwarzane.
2. Podłoże musi mieć minimalną chropowatość. Musi być szlifowane i oczyszczony, zwłaszcza za pomocą kompozycji chemicznych. Jednocześnie w procesie obróbki, to ważne jest, aby zapobiec tworzeniu się przez hartowanie i poprawy przetworzonego temperatury złoża.
3. Część powinna być zgodna z wybranej metody określania twardości właściwości parametrycznych.

Wykonując podstawowe wymogi – co jest niezbędne dokładność.

twardość metali – ważny podstawową właściwość mechaniczny, który je identyfikuje niektóre właściwości mechaniczne i technologiczne, wyniki poprzednich procesów obróbczych, wpływ czynników przejściowych, możliwych warunkach. Badanie techniką wybór zależy od właściwości próbki orientacyjnych, parametrów i składu chemicznego.