Het vermogen van een metalen materiaal om weerstand te bieden aan de inkepingen van het oppervlak door harde voorwerpen wordt hardheid genoemd. Volgens verschillende testmethoden en toepassingsmogelijkheden kan de hardheid worden onderverdeeld in Brinell-hardheid, Rockwell-hardheid, Vickers-hardheid, Shore-hardheid, microhardheid en hardheid bij hoge temperaturen. Er zijn drie veelgebruikte hardheden voor pijpen: Brinell-, Rockwell- en Vickers-hardheid.
A. Brinell-hardheid (HB)
Gebruik een stalen kogel of hardmetalen kogel met een bepaalde diameter om deze met de gespecificeerde testkracht (F) in het monsteroppervlak te drukken. Verwijder na de gespecificeerde houdtijd de testkracht en meet de inkepingsdiameter (L) op het monsteroppervlak. De Brinell-hardheidswaarde is het quotiënt dat wordt verkregen door de testkracht te delen door het oppervlak van de ingesprongen bol. Uitgedrukt in HBS (stalen kogel) is de eenheid N/mm2 (MPa).
De berekeningsformule is:
In de formule: F – de testkracht die in het oppervlak van het metaalmonster wordt gedrukt, N;
D–Diameter van stalen kogel voor test, mm;
d–gemiddelde diameter van de inkeping, mm.
De meting van de Brinell-hardheid is nauwkeuriger en betrouwbaarder, maar over het algemeen is HBS alleen geschikt voor metalen materialen onder 450N/mm2 (MPa) en niet voor harder staal of dunnere platen. Van de stalen buisnormen wordt de Brinell-hardheid het meest gebruikt. De inkepingsdiameter d wordt vaak gebruikt om de hardheid van het materiaal uit te drukken, wat zowel intuïtief als handig is.
Voorbeeld: 120HBS10/1000130: Dit betekent dat de Brinell-hardheidswaarde gemeten met behulp van een stalen kogel met een diameter van 10 mm onder de testkracht van 1000Kgf (9,807KN) gedurende 30s (seconden) 120N/mm2 (MPa) is.
B. Rockwell-hardheid (HR)
De Rockwell-hardheidstest is, net als de Brinell-hardheidstest, een inkepingstestmethode. Het verschil is dat het de diepte van de inkeping meet. Dat wil zeggen, onder de opeenvolgende actie van de initiële testkracht (Fo) en de totale testkracht (F), wordt de indenter (kegel of stalen kogel van de staalfabriek) in het oppervlak van het monster gedrukt. Na de aangegeven houdtijd wordt de hoofdkracht verwijderd. Testkracht, gebruik de gemeten resterende indrukkingsdiepte (e) om de hardheidswaarde te berekenen. De waarde ervan is een anoniem getal, weergegeven door het symbool HR, en de gebruikte schalen omvatten 9 schalen, waaronder A, B, C, D, E, F, G, H en K. Daaronder de schalen die gewoonlijk voor staal worden gebruikt. hardheidstesten zijn over het algemeen A, B en C, namelijk HRA, HRB en HRC.
De hardheidswaarde wordt berekend met behulp van de volgende formule:
Bij testen met A- en C-schalen is HR=100-e
Bij testen met schaal B is HR=130-e
In de formule wordt e – de toename van de resterende indrukkingsdiepte uitgedrukt in de gespecificeerde eenheid van 0,002 mm, dat wil zeggen dat wanneer de axiale verplaatsing van de indenter één eenheid (0,002 mm) is, dit equivalent is aan een verandering in Rockwell-hardheid met één nummer. Hoe groter de e-waarde, hoe lager de hardheid van het metaal, en omgekeerd.
De toepasselijke reikwijdte van de bovengenoemde drie schalen is als volgt:
HRA (diamanten kegelindringer) 20-88
HRC (diamanten kegelindenter) 20-70
HRB (diameter 1,588 mm stalen kogelindringlichaam) 20-100
De Rockwell-hardheidstest is momenteel een veelgebruikte methode, waarbij HRC wordt gebruikt in stalen buisnormen die op de tweede plaats komen na de Brinell-hardheid HB. Rockwell-hardheid kan worden gebruikt om metalen materialen te meten van extreem zacht tot extreem hard. Het compenseert de tekortkomingen van de Brinell-methode. Het is eenvoudiger dan de Brinell-methode en de hardheidswaarde kan rechtstreeks op de wijzerplaat van de hardheidsmachine worden afgelezen. Vanwege de kleine inkeping is de hardheidswaarde echter niet zo nauwkeurig als de Brinell-methode.
C. Vickers-hardheid (HV)
De Vickers-hardheidstest is ook een inkepingstestmethode. Het drukt een vierkante piramidevormige diamanten indringer met een ingesloten hoek van 1360 tussen tegenoverliggende oppervlakken in het testoppervlak met een geselecteerde testkracht (F) en verwijdert deze na de gespecificeerde houdtijd. Forceer, meet de lengte van de twee diagonalen van de inkeping.
De Vickers-hardheidswaarde is het quotiënt van de testkracht gedeeld door het indrukkingsoppervlak. De berekeningsformule is:
In de formule: HV-Vickers-hardheidssymbool, N/mm2 (MPa);
F–testkracht, N;
d–het rekenkundig gemiddelde van de twee diagonalen van de inkeping, mm.
De testkracht F die wordt gebruikt bij Vickers-hardheid is 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) en zes andere niveaus. De hardheidswaarde kan worden gemeten. Het bereik is 5 ~ 1000HV.
Voorbeeld van een expressiemethode: 640HV30/20 betekent dat de Vickers-hardheidswaarde gemeten met een testkracht van 30Hgf (294,2N) gedurende 20S (seconden) 640N/mm2 (MPa) bedraagt.
De Vickers-hardheidsmethode kan worden gebruikt om de hardheid van zeer dunne metalen materialen en oppervlaktelagen te bepalen. Het heeft de belangrijkste voordelen van de Brinell- en Rockwell-methoden en overwint hun fundamentele tekortkomingen, maar het is niet zo eenvoudig als de Rockwell-methode. De Vickers-methode wordt zelden gebruikt in normen voor stalen buizen.
Posttijd: 03-april-2024