Förmågan hos ett metallmaterial att motstå intryckning av ytan av hårda föremål kallas hårdhet. Enligt olika testmetoder och tillämpningsområde kan hårdhet delas in i Brinell-hårdhet, Rockwell-hårdhet, Vickers-hårdhet, Shore-hårdhet, mikrohårdhet och högtemperaturhårdhet. Det finns tre vanliga hårdheter för rör: Brinell, Rockwell och Vickers hårdhet.
A. Brinell hårdhet (HB)
Använd en stålkula eller hårdmetallkula med en viss diameter för att trycka in i provytan med den specificerade testkraften (F). Efter den angivna hålltiden, ta bort testkraften och mät intryckningsdiametern (L) på provytan. Brinells hårdhetsvärde är den kvot som erhålls genom att dividera testkraften med ytarean av den indragna sfären. Uttryckt i HBS (stålkula) är enheten N/mm2 (MPa).
Beräkningsformeln är:
I formeln: F–testkraften pressad in i ytan på metallprovet, N;
D–Stålkulans diameter för test, mm;
d–genomsnittlig diameter på fördjupningen, mm.
Mätningen av Brinells hårdhet är mer exakt och tillförlitlig, men i allmänhet är HBS endast lämplig för metallmaterial under 450N/mm2 (MPa), och är inte lämplig för hårdare stål eller tunnare plåtar. Bland stålrörsstandarder är Brinell-hårdheten den mest använda. Fördjupningsdiametern d används ofta för att uttrycka materialets hårdhet, vilket är både intuitivt och bekvämt.
Exempel: 120HBS10/1000130: Det betyder att Brinells hårdhetsvärde mätt med en stålkula med en diameter på 10 mm under testkraften 1000Kgf (9,807KN) i 30s (sekunder) är 120N/mm2 (MPa).
B. Rockwell hårdhet (HR)
Rockwell-hårdhetstestet, liksom Brinell-hårdhetstestet, är en indragningstestmetod. Skillnaden är att den mäter fördjupningens djup. Det vill säga, under den sekventiella verkan av den initiala testkraften (Fo) och den totala testkraften (F), pressas intryckaren (konen eller stålkulan från stålverket) in i provets yta. Efter den angivna hålltiden tas huvudkraften bort. Testkraft, använd det uppmätta resterande intryckningsdjupet (e) för att beräkna hårdhetsvärdet. Dess värde är ett anonymt nummer, representerat av symbolen HR, och de skalor som används inkluderar 9 skalor, inklusive A, B, C, D, E, F, G, H och K. Bland dem är de skalor som vanligtvis används för stålhårdhetstestning i allmänhet A, B och C, nämligen HRA, HRB och HRC.
Hårdhetsvärdet beräknas med följande formel:
Vid provning med A- och C-skalor, HR=100-e
Vid provning med B skala, HR=130-e
I formeln, e – är ökningen av det kvarvarande intryckningsdjupet uttryckt i den specificerade enheten 0,002 mm, det vill säga när den axiella förskjutningen av intryckaren är en enhet (0,002 mm), motsvarar det en förändring i Rockwell-hårdheten med ett nummer. Ju högre e-värde, desto lägre hårdhet har metallen och vice versa.
Den tillämpliga omfattningen av ovanstående tre skalor är följande:
HRA (diamantkon indenter) 20-88
HRC (diamantkon indenter) 20-70
HRB (diameter 1,588 mm stålkula indenter) 20-100
Rockwell hårdhetstest är en mycket använd metod för närvarande, bland vilken HRC används i stålrörsstandarder näst efter Brinell hårdhet HB. Rockwells hårdhet kan användas för att mäta metallmaterial från extremt mjukt till extremt hårt. Det kompenserar Brinellmetodens brister. Det är enklare än Brinell-metoden och hårdhetsvärdet kan avläsas direkt från hårdhetsmaskinens ratt. Men på grund av dess lilla intryck är hårdhetsvärdet inte lika exakt som Brinellmetoden.
C. Vickers hårdhet (HV)
Vickers hårdhetstest är också en indragningstestmetod. Den trycker in en fyrkantig pyramidformad diamantintryckare med en inkluderad vinkel på 1360 mellan motsatta ytor i testytan vid en vald testkraft (F), och tar bort den efter den angivna hålltiden. Force, mät längden på de två diagonalerna av indraget.
Vickers hårdhetsvärde är kvoten av testkraften delat med intryckningsytan. Dess beräkningsformel är:
I formeln: HV–Vickers hårdhetssymbol, N/mm2 (MPa);
F–testkraft, N;
d–det aritmetiska medelvärdet av de två diagonalerna i indraget, mm.
Testkraften F som används i Vickers hårdhet är 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) och andra sex nivåer. Hårdhetsvärdet kan mätas. Området är 5~1000HV.
Exempel på uttrycksmetod: 640HV30/20 betyder att Vickers hårdhetsvärde uppmätt med en testkraft på 30Hgf (294,2N) under 20S (sekunder) är 640N/mm2 (MPa).
Vickers hårdhetsmetod kan användas för att bestämma hårdheten hos mycket tunna metalliska material och ytskikt. Den har de största fördelarna med Brinell- och Rockwell-metoderna och övervinner deras grundläggande brister, men den är inte lika enkel som Rockwell-metoden. Vickers metod används sällan i stålrörsstandarder.
Posttid: 2024-03-03