Sposobnost metalnog materijala da se odupre udubljenju površine tvrdim predmetima naziva se tvrdoća. Prema različitim metodama ispitivanja i opsegu primjene, tvrdoća se može podijeliti na tvrdoću po Brinelu, tvrdoću po Rockwellu, tvrdoću po Vickersu, tvrdoću po Shoreu, mikrotvrdoću i tvrdoću na visokim temperaturama. Postoje tri uobičajene tvrdoće za cijevi: tvrdoća po Brinell, Rockwell i Vickers.
A. Tvrdoća po Brinellu (HB)
Upotrijebite čeličnu kuglicu ili kuglicu od tvrdog metala određenog promjera da pritisnete u površinu uzorka određenom ispitnom silom (F). Nakon navedenog vremena držanja, uklonite testnu silu i izmjerite prečnik udubljenja (L) na površini uzorka. Vrijednost tvrdoće po Brinelu je količnik dobiven dijeljenjem ispitne sile s površinom uvučene sfere. Izraženo u HBS (čelična kugla), jedinica je N/mm2 (MPa).
Formula za izračun je:
U formuli: F – ispitna sila pritisnuta na površinu uzorka metala, N;
D – Prečnik čelične kuglice za ispitivanje, mm;
d–prosječni prečnik udubljenja, mm.
Mjerenje Brinellove tvrdoće je preciznije i pouzdanije, ali općenito HBS je pogodan samo za metalne materijale ispod 450N/mm2 (MPa), a nije pogodan za tvrđi čelik ili tanje ploče. Među standardima čeličnih cijevi, tvrdoća po Brinellu se najviše koristi. Prečnik udubljenja d se često koristi za izražavanje tvrdoće materijala, što je i intuitivno i praktično.
Primjer: 120HBS10/1000130: To znači da je vrijednost Brinellove tvrdoće izmjerena upotrebom čelične kuglice promjera 10 mm pod ispitnom silom od 1000Kgf (9,807KN) za 30s (sekundi) 120N/mm2 (MPa).
B. Rockwell tvrdoća (HR)
Test tvrdoće po Rockwellu, kao i Brinellov test tvrdoće, je metoda ispitivanja udubljenja. Razlika je u tome što mjeri dubinu udubljenja. Odnosno, pod sekvencijalnim djelovanjem početne ispitne sile (Fo) i ukupne ispitne sile (F), utiskivač (konus ili čelična kugla čeličane) se utiskuje u površinu uzorka. Nakon navedenog vremena zadržavanja, glavna sila se uklanja. Testirajte silu, koristite izmjereni prirast dubine udubljenja (e) za izračunavanje vrijednosti tvrdoće. Njegova vrijednost je anonimni broj, predstavljen simbolom HR, a korištene skale uključuju 9 skala, uključujući A, B, C, D, E, F, G, H i K. Među njima, skale koje se obično koriste za ispitivanje tvrdoće čelika su općenito A, B i C, odnosno HRA, HRB i HRC.
Vrijednost tvrdoće se izračunava pomoću sljedeće formule:
Kod testiranja sa A i C skalama, HR=100-e
Kod testiranja sa B skalom, HR=130-e
U formuli, e – prirast preostale dubine utiskivanja izražen je u navedenoj jedinici od 0,002 mm, odnosno kada je aksijalni pomak utiskivača jedna jedinica (0,002 mm), to je ekvivalentno promjeni Rockwell tvrdoće za jedan broj. Što je veća vrijednost e, to je niža tvrdoća metala, i obrnuto.
Primjenjivi opseg gornje tri skale je sljedeći:
HRA (utiskivač dijamantskog konusa) 20-88
HRC (dijamantski konusni indenter) 20-70
HRB (utiskivač čelične kugle prečnika 1.588 mm) 20-100
Test tvrdoće po Rockwellu je trenutno široko rasprostranjena metoda, među kojima se HRC koristi u standardima čeličnih cijevi drugi nakon Brinellove tvrdoće HB. Rockwell tvrdoća se može koristiti za mjerenje metalnih materijala od izuzetno mekih do ekstremno tvrdih. Nadoknađuje nedostatke Brinellove metode. Jednostavnija je od Brinellove metode i vrijednost tvrdoće se može očitati direktno sa brojčanika mašine za tvrdoću. Međutim, zbog malog udubljenja, vrijednost tvrdoće nije tako točna kao Brinellova metoda.
C. Vickers tvrdoća (HV)
Vickersov test tvrdoće je također metoda ispitivanja udubljenja. On utiskuje kvadratni piramidalni dijamantski utiskivač sa uključenim uglom od 1360 između suprotnih površina u ispitnu površinu uz odabranu testnu silu (F) i uklanja ga nakon određenog vremena zadržavanja. Prisilite, izmjerite dužinu dvije dijagonale udubljenja.
Vrijednost Vickersove tvrdoće je količnik ispitne sile podijeljen s površinom udubljenja. Njegova formula za izračunavanje je:
U formuli: HV–Vickersov simbol tvrdoće, N/mm2 (MPa);
F-test sila, N;
d–aritmetička sredina dvije dijagonale udubljenja, mm.
Ispitna sila F koja se koristi za tvrdoću po Vickersu je 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) i ostalih šest nivoa. Vrijednost tvrdoće se može izmjeriti. Opseg je 5~1000HV.
Primjer metode izražavanja: 640HV30/20 znači da je vrijednost tvrdoće po Vickersu izmjerena sa ispitnom silom od 30Hgf (294,2N) za 20S (sekundi) 640N/mm2 (MPa).
Vickersova metoda tvrdoće može se koristiti za određivanje tvrdoće vrlo tankih metalnih materijala i površinskih slojeva. Ona ima glavne prednosti Brinell i Rockwell metoda i prevazilazi njihove osnovne nedostatke, ali nije tako jednostavna kao Rockwell metoda. Vickersova metoda se rijetko koristi u standardima čeličnih cijevi.
Vrijeme objave: Apr-03-2024