Здольнасць металічнага матэрыялу супрацьстаяць паглыбленню паверхні цвёрдымі прадметамі называецца цвёрдасцю. У залежнасці ад розных метадаў выпрабаванняў і сферы прымянення цвёрдасць можна падзяліць на цвёрдасць па Брынелю, цвёрдасць па Роквеллу, цвёрдасць па Віккерсу, цвёрдасць па Шору, мікрацвёрдасць і цвёрдасць пры высокіх тэмпературах. Ёсць тры часта выкарыстоўваюцца цвёрдасці труб: цвёрдасць па Брынелю, Роквеллу і Віккерсу.
А. Цвёрдасць па Брынелю (HB)
Выкарыстоўвайце сталёвы або цвёрдасплаўны шарык пэўнага дыяметра, каб націснуць на паверхню ўзору з зададзенай выпрабавальнай сілай (F). Пасля вызначанага часу вытрымкі зніміце выпрабавальную сілу і вымерайце дыяметр паглыблення (L) на паверхні ўзору. Значэнне цвёрдасці па Брынелю - гэта частка, атрыманая шляхам дзялення выпрабавальнай сілы на плошчу паверхні сферы з паглыбленнем. Выражаецца ў HBS (сталёвы шар), адзінка Н/мм2 (МПа).
Формула разліку:
У формуле: F– выпрабавальная сіла, прыціснутая да паверхні ўзору металу, Н;
D – Дыяметр сталёвага шарыка для выпрабаванняў, мм;
d–сярэдні дыяметр паглыблення, мм.
Вымярэнне цвёрдасці па Брынелю з'яўляецца больш дакладным і надзейным, але звычайна HBS падыходзіць толькі для металічных матэрыялаў ніжэй за 450 Н/мм2 (МПа) і не падыходзіць для больш цвёрдай сталі або больш тонкіх пласцін. Сярод стандартаў сталёвых труб цвёрдасць па Брынелю з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўванай. Дыяметр паглыблення d часта выкарыстоўваецца для выражэння цвёрдасці матэрыялу, што адначасова інтуітыўна зразумела і зручна.
Прыклад: 120HBS10/1000130: гэта азначае, што значэнне цвёрдасці па Брынелю, вымеранае з дапамогай сталёвага шарыка дыяметрам 10 мм пры выпрабавальнай сіле 1000 кгс (9,807 кН) на працягу 30 с (секунд), складае 120 Н/мм2 (МПа).
B. Цвёрдасць па Роквеллу (HR)
Тэст на цвёрдасць па Роквеллу, як і тэст на цвёрдасць па Брынелю, з'яўляецца метадам выпрабаванні на ўцісканне. Розніца ў тым, што ён вымярае глыбіню паглыблення. Гэта значыць пад паслядоўным дзеяннем пачатковай выпрабавальнай сілы (Fo) і сумарнай выпрабавальнай сілы (F) індэнтар (конус або сталёвы шар сталеліцейнага завода) уціскаецца ў паверхню ўзору. Пасля зададзенага часу вытрымкі асноўная сіла здымаецца. Выпрабуйце сілу, выкарыстоўвайце вымеранае павелічэнне рэшткавай глыбіні паглыблення (e), каб вылічыць значэнне цвёрдасці. Яго значэнне з'яўляецца ананімным лікам, прадстаўленым сімвалам HR, і выкарыстоўваюцца шкалы ўключаюць 9 шкал, у тым ліку A, B, C, D, E, F, G, H і K. Сярод іх шкалы, якія звычайна выкарыстоўваюцца для праверкі цвёрдасці сталі, як правіла, A, B і C, а менавіта HRA, HRB і HRC.
Значэнне цвёрдасці разлічваецца па наступнай формуле:
Пры тэставанні па шкалах A і C HR=100-e
Пры тэсціраванні па шкале B HR=130-e
У формуле e – рэшткавы прырост глыбіні ўглыблення выяўляецца ў зададзенай адзінцы 0,002 мм, гэта значыць, калі восевае зрушэнне індэнтара складае адну адзінку (0,002 мм), гэта эквівалентна змене цвёрдасці па Роквеллу на адзін лік. Чым больш значэнне е, тым ніжэй цвёрдасць металу, і наадварот.
Дастасавальны аб'ём вышэйзгаданых трох шкал наступны:
HRA (алмазны конусный індэнтар) 20-88
HRC (алмазны конусный индентор) 20-70
HRB (індэнтар са сталёвым шарыкам дыяметрам 1,588 мм) 20-100
Выпрабаванне цвёрдасці па Роквеллу з'яўляецца шырока выкарыстоўваным метадам у цяперашні час, сярод якіх HRC выкарыстоўваецца ў стандартах сталёвых труб, саступаючы толькі цвёрдасці па Брынелю HB. Цвёрдасць па Роквеллу можа выкарыстоўвацца для вымярэння металічных матэрыялаў ад вельмі мяккіх да надзвычай цвёрдых. Гэта кампенсуе недахопы метаду Бринеля. Гэта прасцей, чым метад Брынеля, і значэнне цвёрдасці можна прачытаць непасрэдна з цыферблата вымяральніка. Аднак з-за невялікага водступу значэнне цвёрдасці не такое дакладнае, як метад Брынеля.
Цвёрдасць па Віккерсу (HV)
Выпрабаванне на цвёрдасць па Віккерсу таксама з'яўляецца метадам выпрабавання на паглыбленне. Ён прыціскае квадратны пірамідальны алмазны індэнтар з уключаным вуглом 1360 паміж супрацьлеглымі паверхнямі ў выпрабавальную паверхню з абранай выпрабавальнай сілай (F) і выдаляе яго пасля вызначанага часу вытрымкі. З сілай вымерайце даўжыню двух дыяганалей вытачки.
Значэнне цвёрдасці па Віккерсу - гэта частка выпрабавальнай сілы, падзеленай на плошчу паверхні ўглыблення. Формула яго разліку:
У формуле: HV–знак цвёрдасці па Віккерсу, Н/мм2 (МПа);
F–выпрабавальнае высілак, Н;
d–сярэдняе арыфметычнае дзвюх дыяганалей адступлення, мм.
Тэставая сіла F, якая выкарыстоўваецца ў цвёрдасці па Віккерсу, складае 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) кгс (Н) і іншыя шэсць узроўняў. Значэнне цвёрдасці можна вымераць у дыяпазоне 5~1000HV.
Прыклад метаду выражэння: 640HV30/20 азначае, што значэнне цвёрдасці па Віккерсу, вымеранае з дапамогай выпрабавальнай сілы 30 Hgf (294,2 Н) на працягу 20 с (секунд), складае 640 Н/мм2 (МПа).
Метад цвёрдасці па Віккерсу можна выкарыстоўваць для вызначэння цвёрдасці вельмі тонкіх металічных матэрыялаў і паверхневых слаёў. Ён мае асноўныя перавагі метадаў Брынэля і Роквелла і пераадольвае іх асноўныя недахопы, але ён не такі просты, як метад Роквелла. Метад Віккерса рэдка выкарыстоўваецца ў стандартах сталёвых труб.
Час публікацыі: 3 красавіка 2024 г