Код твердості металу - H. Згідно з різними методами визначення твердості, загальноприйнятими позначеннями є твердість за Брінеллем (HB), Роквеллом (HRC), Віккерсом (HV), Лібом (HL), Шором (HS) тощо, серед яких частіше використовуються HB та HRC. HB має ширший спектр застосування, а HRC підходить для матеріалів з високою поверхневою твердістю, наприклад, твердість при термічній обробці. Різниця полягає в тому, що індентор твердоміра відрізняється. Твердомір за Брінеллем - це кульковий індентор, а твердомір за Роквеллом - це алмазний індентор.
HV – підходить для мікроскопічного аналізу. Твердість за Віккерсом (HV) Притискають поверхню матеріалу навантаженням менше 120 кг за допомогою алмазного квадратного конічного індентора з кутом при вершині 136°. Площа поверхні лунки для відтиску матеріалу ділиться на значення навантаження, яке і є значенням твердості за Віккерсом (HV). Твердість за Віккерсом виражається як HV (див. GB/T4340-1999) і вимірює надзвичайно тонкі зразки.
Портативний твердомір HL зручний для вимірювання. Він використовує ударну кульову головку для впливу на тверду поверхню та створення відскоку. Твердість розраховується як відношення швидкості відскоку пуансона на відстані 1 мм від поверхні зразка до швидкості удару. Формула: твердість за Леєбом HL = 1000 × VB (швидкість відскоку) / VA (швидкість удару).
Портативний твердомір за Лібом може бути перетворений на твердість за Брінеллем (HB), Роквеллом (HRC), Віккерсом (HV) або Шором (HS) після вимірювання за Лібом (HL). Або ж можна використовувати принцип Ліба для безпосереднього вимірювання значення твердості за допомогою Брінелля (HB), Роквелла (HRC), Віккерса (HV), Ліба (HL) та Шора (HS).
HB - твердість за Брінеллем:
Твердість за Брінеллем (HB) зазвичай використовується, коли матеріал м'якший, наприклад, кольорові метали, сталь до термічної обробки або після відпалу. Твердість за Роквеллом (HRC) зазвичай використовується для матеріалів з вищою твердістю, наприклад, твердістю після термічної обробки тощо.
Твердість за Брінеллем (HB) – це випробувальне навантаження певного розміру. Загартовану сталеву кульку або твердосплавну кульку певного діаметра вдавлюють у поверхню металу, що підлягає випробуванню. Випробувальне навантаження витримують протягом певного часу, а потім навантаження знімають, щоб виміряти діаметр відбитка на поверхні, що підлягає випробуванню. Значення твердості за Брінеллем – це частка, отримана шляхом ділення навантаження на площу сферичної поверхні відбитка. Як правило, загартовану сталеву кульку певного розміру (зазвичай діаметром 10 мм) вдавлюють у поверхню матеріалу з певним навантаженням (зазвичай 3000 кг) і витримують протягом певного часу. Після зняття навантаження відношення навантаження до площі відбитка називається значенням твердості за Брінеллем (HB), а одиницею виміру є кілограм-сила/мм2 (Н/мм2).
Твердість за Роквеллом визначає індекс твердості на основі глибини пластичної деформації відбитка. Як одиниця твердості використовується 0,002 мм. Якщо HB>450 або зразок занадто малий, випробування на твердість за Брінеллем не можна використовувати, замість цього використовується вимірювання твердості за Роквеллом. Для цього використовується алмазний конус з кутом вершини 120° або сталева кулька діаметром 1,59 або 3,18 мм, які вдавлюються в поверхню випробуваного матеріалу під певним навантаженням, а твердість матеріалу розраховується за глибиною відбитка. Твердість випробуваного матеріалу виражається трьома різними шкалами:
HRA: Це твердість, що досягається за допомогою навантаження 60 кг та алмазного конусного індентора, який використовується для матеріалів з надзвичайно високою твердістю (таких як твердий сплав тощо).
HRB: Це твердість, отримана за допомогою навантаження 100 кг та загартованої сталевої кулі діаметром 1,58 мм, яка використовується для матеріалів з нижчою твердістю (таких як відпалена сталь, чавун тощо).
HRC: Це твердість, що досягається за допомогою навантаження 150 кг та алмазного конусного індентора, який використовується для матеріалів з дуже високою твердістю (таких як загартована сталь тощо).
Крім того:
1.HRC означає твердість за шкалою Роквелла C.
2.HRC та HB широко використовуються у виробництві.
3. Застосовуваний діапазон HRC HRC 20-67, еквівалент HB225-650,
Якщо твердість вища за цей діапазон, використовуйте шкалу твердості Роквелла A HRA,
Якщо твердість нижча за цей діапазон, використовуйте шкалу твердості Роквелла B HRB,
Верхня межа твердості за Брінеллем становить HB650, яка не може бути вищою за це значення.
4. Індентор твердоміра за шкалою С за Роквеллом являє собою алмазний конус з кутом при вершині 120 градусів. Випробувальне навантаження має певне значення. Китайський стандарт становить 150 кгс. Індентором твердоміра за Брінеллем є загартована сталева кулька (HBS) або твердосплавна кулька (HBW). Випробувальне навантаження залежить від діаметра кульки та коливається від 3000 до 31,25 кгс.
5. Відбиток твердості за Роквеллом дуже малий, а виміряне значення локалізоване. Для знаходження середнього значення необхідно виміряти кілька точок. Він підходить для готових виробів та тонких зрізів і класифікується як неруйнівний контроль. Відбиток твердості за Брінеллем більший, виміряне значення точне, він не підходить для готових виробів та тонких зрізів і зазвичай не класифікується як неруйнівний контроль.
6. Значення твердості за Роквеллом – це неназване число без одиниць вимірювання. (Тому неправильно називати твердість за Роквеллом певним ступенем.) Значення твердості за Брінеллем має одиниці вимірювання та має певний приблизний зв'язок з міцністю на розрив.
7. Твердість за Роквеллом відображається безпосередньо на циферблаті або в цифровому форматі. Вона проста в експлуатації, швидка та інтуїтивно зрозуміла, а також підходить для масового виробництва. Для визначення твердості за Брінеллем потрібен мікроскоп для вимірювання діаметра відбитка, а потім пошук у таблиці або розрахунок, що є більш громіздким в експлуатації.
8. За певних умов HB та HRC можна поміняти місцями, звернувшись до таблиці. Формулу для уявного розрахунку можна приблизно записати так: 1HRC≈1/10HB.
Вимірювання твердості – це простий та легкий метод випробування механічних властивостей. Щоб використовувати випробування твердості для заміни певних випробувань механічних властивостей, у виробництві потрібне точніше співвідношення перетворення між твердістю та міцністю.
Практика довела, що існує приблизний відповідний зв'язок між різними значеннями твердості металевих матеріалів, а також між значенням твердості та значенням міцності. Оскільки значення твердості визначається початковим опором пластичній деформації та опором подальшій пластичній деформації, чим вища міцність матеріалу, тим вищий опір пластичній деформації та тим вище значення твердості.
Час публікації: 16 серпня 2024 р.
