Hårdhet av metaller. Tabell hårdhets metaller

Delar och mekanismer var hållbara och tillförlitliga material från vilka de är tillverkade, måste uppfylla de nödvändiga förutsättningarna för arbete. Det är därför det är viktigt att kontrollera de tillåtna värdena för sina grundläggande mekaniska egenskaper. Av de mekaniska egenskaperna är av hårdhet, hållfasthet, seghet, duktilitet. hårdhet av metaller - den primära strukturella karakterisering.

begreppet

Hårdhet av metaller och legeringar, - en materialegenskap för att skapa motstånd vid penetrering i sina ytskikt av ett organ som inte deformeras eller förstöras vid samtidig belastning (indrag). Bestäm syftet med:

• information om giltigheten av de strukturella drag och driftsfunktioner;
• analys av åtgärdstidpunkten;
• kontrollbehandlingstemperatur resultat.

Av denna figur delvis beroende ytstyrka och motstånd mot åldring. Undersöka som råmaterial och färdiga delar.

alternativ studie

Indikatorn är en kvantitet som kallas antalet hårdhet. Det finns olika metoder för att mäta hårdhet av metaller. Den mest exakta studien omfattar användning av olika typer av beräkningar och tillhörande indenters hårdhet:

1. Brinell: essensen av apparaten - Ball fördjupning i beräkningen den analyserade metall eller legering intrycksdiameter och den efterföljande beräkningen av den matematiska mekanisk parameter.
2. Rockwell: använt boll eller en diamant avsmalnande spets. Värdet visas på ratten eller bestämmas Settlement.
3. Vickers: den mest exakta mätningen av hårdheten av metallen med en pyramidal diamant spets.

Det finns särskilda formler och tabeller för att bestämma överensstämmelser mellan den parametriska prestanda för olika mätmetoder för samma material.

Faktorer som påverkar mätningen variant

Under laboratorieförhållanden, med nödvändig utbud av utrustning, val av studien genomförs i beroende av de specifika egenskaperna hos arbetsstycket.

1. Ett indikativt värde på den mekaniska parametern. För konstruktionsstål och material med låg hårdhet upp till 450-650 HB Brinell metod som används; för verktyg, legerat stål och andra legeringar - Rockwell; för tverdosplavov - Vickers.
2. Dimensionerna hos testprovet. Särskilt små och tunna delar granskas av en Vickers hårdhetsprovare.
3. Tjockleken på metallen i mätpunkten, i synnerhet, cementerad eller nitrerat skikt.

Alla krav och efterlevnaden av dokumenterade GOST.

Terar Brinell metod

Hårdhetsprovning av metaller och legeringar med användning Brinell hårdhetsprovare utförs med följande funktioner:

1. Indenter - boll av legerat stål eller av volframlegering metall med en diameter 1, 2, 2,5, 5 eller 10 mm (GOST 3722-81).
2. Varaktighet statisk indrag: för järn och stål - 10-15 s för icke-järnlegeringar - 30, är också möjlig med en varaktighet av 60, och i vissa fall - 120 och 180 ...
3. Gränsvärdet av de mekaniska parametrarna: 450 HB vid mätning stålkula; HB 650 med hjälp av tverdosplava.
4. Möjlig belastning. Med hjälp av de medföljande varorna justeras faktiska kraft deformation på provet. Deras minsta möjliga värden: 153,2, 187,5, 250 N; max - 9807, 14710, 29420 H (GOST 23.677-79).

Med användning av de formler, beroende på vald diameter av bollen och genom testmaterialet, kan man beräkna den motsvarande tillåtna kraften indrag.

legeringstyp	Matematiska beräkningsbelastning
Stål, nickel och titanlegeringar	30D 2
gjutjärn	2 10D, 30D 2
Koppar och kopparlegeringar	2 5D, 10D 2, 30D 2
Lättmetaller och legeringar	2,5d 2, 2 5D, 10D 2, 15D 2
Bly, tenn	1D 2

EXEMPEL beteckningar:

400HB10 / 1500-1520, där 400HB - Brinellhårdhet av metallen; 10 - Ball diameter, 10 mm; 1500 - statisk belastning, 1500 kg; 20 - tiden för fördjupningen 20.

Att fastställa den exakta siffrorna effektivt utforska samma prov på flera ställen, och det totala resultatet bestäms genom att finna medelvärdet för mottagen.

Bestämningsmetod Brinellhårdhet

Forskningen Processen omfattar följande steg:

1. Kontrollera information om överensstämmelse med kraven (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. Kontroll av funktionsdugligheten hos enheten.
3. För att välja önskad boll, identifiering av möjliga ansträngning, installation av last för dess bildande period av indraget.
4. Utgångs hårdhet och deformation av provet.
5. Mätning urtagning diameter.
6. Empirisk beräkning.

HB = F / A,

där F - belastning, kg eller H; A - utskriftsområdet, mm ^2.

HB = (0102 * F) / (π * D * h),

där D - diameter av bollen, mm; h - intrycksdjup, mm.

Hårdhet metall mätt på detta sätt har den empiriska relationen med beräkningen av hållfasthetsparametrar. noggrann metod, särskilt för mjuka legeringar. Det är grundläggande vid bestämning av värdena för de system av de mekaniska egenskaperna.

Funktioner Rockwell metoder

Denna mätmetod uppfanns på 20-talet av XX-talet, mer automatiserade än den tidigare. Det används för hårdare material. Dess främsta egenskaper (GOST 9013-59, GOST 23.677-79):

1. Närvaron av en primär belastning 10 kg.
2. Exponering Period: 10-60.
3. Gränsvärden för möjliga indikatorer: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. Numret visualiseras på ratten hårdhet, kan också beräknas aritmetiskt.
5. Skala och indenter. Känd 11 olika skalor beroende på typen av indenter och den största tillåtna statiska belastningen. Det vanligaste användningsområdet: A, B och C.

A: diamant avsmalnande spets toppvinkel 120˚, tillåten kraft totala statiska inflytanden - 60 kgf, HRA; studerade fina produkter, mestadels hyror.

C: som diamant kon, utformad för maximal kraft 150 kgf, HRC, är tillämplig för fasta och härdade material.

B: boll storlek av 1,588 mm, tillverkade av härdat stål eller av hård karbid-volframlegering, lasten - 100 kgf, HRB, används för att bedöma hårdheten hos glödgade produkter.

Blob-spets (1,588 mm) är lämplig för skalan Rockwell B, F, G. E skala finns också, H, K, för vilken används en kuldiameter av 3,175 mm (GOST 9013-59).

Det antal prover gjorda med användning av en Rockwell hårdhetstestare i samma område är begränsad genom storleken av objekten. Återanvändbar prob i regionen 3-4 diametern hos den föregående deformationsutrymmet. Tjockleken på testprodukter och reglerat. Det får inte vara mindre än 10 gånger ökad penetration djup spetsen.

EXEMPEL beteckningar:

50HRC - metall Rockwell-hårdhet, mätt med användning av en diamantspets, är dess tal lika med 50.

Plan forskning om Rockwell skala

metallhårdhetsmätning är mer förenklad än processen för Brinell.

1. Utvärdering av dimensioner och egenskaper hos arbetsstyckets yta.
2. Kontroll av funktionsdugligheten hos enheten.
3. Fastställande tip typ och lastkapacitet.
4. Installerar provet.
5. Genomförandet av de primära ansträngningar på materialet, storlek på 10 kgf.
6. Genomförandet av full ansträngningar efterlevnad.
7. Läsa ett mottaget ringa upp numret på skalan.

Det är också möjligt matematisk beräkning för att exakt bestämma den mekaniska parameter.

Under förhållanden med användning av en diamant kon som har en belastning av 60 kgf, eller 150:

HR = 100 - ((Hh) / 0002;

när man gör testet med bollen under kraften av 100 kgf:

HR = 130 - ((Hh) / 0002,

där h - djupet av penetration av indenter i den primära kraften av 10 kgf; H - inträngningsdjup indenter under full belastning; 0,002 - faktor som reglerar storleken av rörelsen av spetsen när antalet hårdhet genom en enhet.

Rockwell Metoden är enkel, men inte exakt. Samtidigt det tillåter dig att mäta de mekaniska egenskaperna hos hårdmetaller och legeringar.

Detaljer om Vickers-tekniken

Bestämning av hårdhet av metaller genom denna metod är mest enkelt och noggrant. Hårdhet är baserad på fördjupning i provdiamantpyramidspets.

Huvudfunktioner:

1. Indenter: diamond pyramid med en toppvinkel 136 °.
2. Högsta tillåtna last: för legerat gjutjärn och stål - 5-100 kgf; för kopparlegeringar - 2,5-50 kg; för aluminium och dess legeringar - 1-100 KGF.
3. Exponering Period statisk belastning: 10 till 15 sekunder.
4. Testmaterial: stål- och icke-järnmetaller med en hårdhet av 450-500 HB, inklusive produkten efter termokemisk behandling.

EXEMPEL beteckningar:

700HV20 / 15,

varvid 700HV - Vickers-hårdhetstalet; 20 - belastning 20 kg; 15 - under statiska insatser 15.

Sekvensen av studien Vickers

Tillvägagångssättet är mycket förenklad.

1. Kontrollera provet och utrustning. Särskild uppmärksamhet ägnas åt detaljerna i ytan.
2. Välja tillåtna ansträngningen.
3. Installation av testmaterialet.
4. Starta hårdhet i jobbet.
5. Läsa resultat på ratten.

Matematisk beräkning genom denna metod är som följer:

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

där F - Belastning, kgf; d - medelvärdet av längderna av diagonaler fördjupningen i mm.

Det gör att du kan mäta hög hårdhet metall, tunna och små delar, samtidigt som hög noggrannhet av resultatet.

Metoder för övergången mellan skalorna

Efter bestämning av diametern på utskriften med hjälp av specialutrustning, kan du använda tabellen för att bestämma hårdheten. Bordshårdhets metall - bevisade assistent i beräkningen av den mekaniska parametern. Således, om du känner till Brinell kan enkelt bestämma ett lämpligt antal Vickers eller Rockwell.

Exempel på några lämpliga värden:

Diametern av indrag, mm	undersökningsmetod
	Brinell	Rockwell			Vickers
		EN	C	B
3,90	241	62,8	24,0	99,8	242
4,09	218	60,8	20,3	96,7	218
4,20	206	59,6	17,9	94,6	206
4,99	143	49,8	-	77,6	143

Tabell hårdhets metaller baseras på experimentella data och har hög noggrannhet. Det finns också ett diagram över Brinell-hårdhet av kolinnehållet i järn-kol-legering. Sålunda, i enlighet med sådana beroenden för stålet till mängden kol i kompositionen lika med 0,2% uppgår den till 130 HB.

att sampla krav

I enlighet med de krav som gäster måste provbitar överensstämmer med följande egenskaper:

1. Skörden bör vara släta, fast på bordet hårdhet, bör dess kanter vara släta och noggrant bearbetas.
2. Ytan måste ha minst ytfinhet. Det måste slipas och rengöras, bland annat med hjälp av kemiska sammansättningar. Samtidigt, under bearbetningsprocessen, är det viktigt att förhindra bildning av kallhärdning och förbättring av bearbetat bäddtemperatur.
3. Den del ska matcha den valda metoden för bestämning av hårdheten hos de parametriska egenskaper.

Utföra primära krav - en förutsättning noggrannhet.

hårdhet av metaller - en viktig grundläggande mekaniska egenskaper som identifierar dem några av de mekaniska och tekniska egenskaper, resultaten från de tidigare bearbetningsprocesser, effekterna av tillfälliga faktorer, möjliga driftsförhållanden. Studie selektionsteknik beror på prov särdrag som tyder, dess parametrar och kemisk sammansättning.