Kaedah Brinell: ciri-ciri dan intipati

Untuk menentukan kekerasan bahan yang paling biasa digunakan jurutera Sweden Brinell ciptaan - satu kaedah yang mengukur sifat-sifat permukaan dan ciri-ciri polimer memberikan logam tambahan.

Penilaian bahan

Kita berterima kasih kepada penemuan ini kini dianggarkan jalan permohonan yang paling berkesan untuk plastik. plastik kekerasan tidak terlalu tinggi diperiksa untuk keanjalan dan kelembutan untuk digunakan sebagai sealant, kedap dan bahan gasket. Pembangunan Brinell - satu kaedah untuk menentukan kekuatan dan keliatan bahan, yang akan berkhidmat pembinaan penting - dalam roda gear dan mahkota, galas di bawah beban berat, butiran sambungan bebenang, dan lain-lain

Penilaian kekuatan memberikan yang paling tepat adalah kaedah ini. Nilai parameter, yang ditandakan R1V, overemphasized. Yang paling biasa digunakan untuk tujuan ini Brinell pembangunan - kaedah di mana keluli bola lima milimeter ditekan ke dalam bahan. Mengikut kedalaman lekukan bola dan ia ditentukan oleh GOST.

cerita

Pada tahun 1900, seorang jurutera dari Sweden, kaedah Yuhana avgusta Brinell, beliau mencadangkan sains bahan global, yang terkenal. Bukan sahaja dia dinamakan sebagai penghormatan kepada pencipta, tetapi juga menjadi yang paling banyak yang digunakan seragam.

Apa yang kekerasan? Ini harta tertentu bahan, tidak mengalami ubah bentuk plastik kenalan kesan tempatan yang sering datang ke pelaksanaan indektora (a badan tegar) ke dalam bahan.

Dipulihkan dan keliatan unrestored

kaedah Brinell membantu mengukur kekerasan dikurangkan, yang ditentukan oleh nisbah beban kepada jumlah cetakan, kawasan unjuran atau kawasan permukaan. Oleh itu, kekerasan adalah isipadu, dan permukaan unjuran. Yang terakhir ini telah dipilih mengikut nisbah: beban ke kawasan cetak. kekerasan Bulk diukur dengan nisbah beban kepada jumlah itu, dan rata - beban ke kawasan unjuran, yang telah meninggalkan kesan mendalam.

Unreduced Brinell kekerasan mengikut kaedah yang ditentukan oleh parameter yang sama, hanya nilai diukur menjadi daya seretan asas, nisbah yang mana kawasan permukaan, jumlah atau unjuran memaparkan tertanam dalam indektor material. pukal juga dikira, dan kekerasan permukaan rata: nisbah daya rintangan untuk sama ada kawasan permukaan bahagian indektora menelan atau ke kawasan unjuran, sama ada kelantangan.

Penentuan kekerasan

Keupayaan untuk menentang plastik dan ubah bentuk elastik apabila dikenakan kepada bahan indektora yang lebih tegar - definisi kekerasan, iaitu, ia adalah sebenarnya bahan ujian untuk lekukan. Kaedah untuk mengukur Brinell kekerasan - ukuran sejauh indektor mendalam menembusi ke dalam bahan. Untuk mengetahui nilai sebenar kekerasan bahan, ia adalah perlu untuk mengukur kedalaman penetrasi. Untuk melakukan ini, terdapat satu kaedah Brinell dan Rockwell, kaedah Vickers jarang digunakan.

Jika kaedah Rockwell secara langsung menentukan kedalaman penembusan manik ke dalam bahan, dan tanda Vickers Brinell diukur dengan kawasan permukaannya. Ia ternyata bahawa indektor yang lebih mendalam dalam bahan, jejak diperolehi kawasan yang lebih besar. Kekerasan boleh diuji mutlak mana-mana bahan-bahan: mineral, logam, plastik dan sebagainya, tetapi ditentukan oleh kekerasan setiap daripada mereka kaedah sendiri.

Bagaimana untuk mencari jalan

Kaedah untuk menentukan Brinell kekerasan adalah sangat baik untuk bahan-bahan tak homogen, aloi, yang tidak terlalu keras. Bukan sahaja jenis bahan menentukan kaedah pengukuran, tetapi mereka itu adalah parameter yang akan ditentukan. Kekerasan diukur sebagai aloi mempunyai purata kerana mereka wujud bersama-sama bahan-bahan dengan ciri-ciri yang berbeza. Sebagai contoh, besi. Beliau mempunyai struktur yang sangat tak homogen, terdapat simentit masa ini, grafit, perlite, ferit, dan oleh itu diukur kekerasan besi tuang - purata nilai, syarat-syarat kekerasan semua komponen.

Pengukuran kekerasan logam mengikut kaedah Brinell dijalankan menggunakan indektora besar untuk cetakan dihidupkan kawasan sampel yang lebih besar. Oleh itu besi tuang dan boleh disediakan di bawah syarat-syarat ini nilai yang purata banyak dan berbeza fasa. Kaedah ini sangat baik apabila diukur aloi kekerasan - besi, logam bukan ferus, tembaga, aluminium dan sebagainya. Agak tepat, kaedah ini menunjukkan nilai kekerasan plastik.

Rockwell vs.

Ia adalah baik untuk logam keras dan superhard dan kekerasan nilai yang terhasil juga purata. Indektorom adalah bola keluli atau kon, tetapi selain daripada ini digunakan, dan piramid berlian. Cetakan pada bahan seperti yang diukur oleh kaedah Rockwell yang juga diperoleh besar dan jumlah kekerasan fasa yang berbeza purata.

Brinell Rockwell skala dan berbeza dari segi prinsip: dalam bekas hasilnya dibentangkan sebagai hasil bahagi selepas membahagikan daya yang menekan permukaan kawasan cetakan, tetapi Rockwell mengira nisbah kedalaman penembusan unit skala untuk kedalaman pengukur. Itulah sebabnya Rockwell kekerasan hampir berdimensi, dan HB jelas diukur dalam kilogram setiap milimeter persegi.

Vickers ujian kekerasan

Jika sampel terlalu kecil atau ukuran yang diperlukan membantah lebih kecil daripada jejak indektora nilai yang mengukur kekerasan Rockwell atau kekerasan Brinell, ia adalah perlu untuk menggunakan teknik microhardness, antara yang paling popular - Vickers. Indektorom adalah piramid berlian, tetapi jejak diperiksa dan diukur oleh sistem optik, sama dengan mikroskop. Sama ada diketahui nilai purata, juga, tetapi keliatan dikira pada kawasan yang lebih kecil.

Jika skala objek yang hendak diukur agak kecil, ia menggunakan Micro Durometer, dapat membuat tanda dalam bijirin individu, fasa, lapisan, dan beban lekukan boleh dipilih secara bebas. Metallography membolehkan menggunakan kaedah ini dan menentukan kekerasan dan microhardness logam dan bahan sains dengan cara yang sama menentukan kekerasan dan microhardness bahan bukan logam.

pelbagai

Terdapat tiga julat untuk mengukur kekerasan. Julat makro dikawal selia oleh nilai beban dari 2 N 30 kN. Microrange menyekat bukan sahaja beban pada indektor, tetapi juga kedalaman penetrasi. Nilai pertama adalah kurang daripada 2 N, dan kedua - lebih besar daripada 0.2 mikron. skala nano dikawal hanya dengan kedalaman penembusan indektora - kurang daripada 0.2 mikron. Hasilnya memberi bahan nanotvordost.

parameter pengukuran bergantung terutamanya kepada beban yang digunakan untuk indektoru. pergantungan ini juga mendapat nama khas - kesan saiz pada Bahasa Inggeris - lekukan kesan saiz. kesan saiz boleh ditentukan indektora bentuk. Spherical - kekerasan meningkat dengan peningkatan beban, oleh itu, kesan saiz adalah sebaliknya. Vickers piramid Berkovich atau mengurangkan kekerasan dengan penambahan beban (di sini, normal atau kesan lurus dimensi). Kon-sfera, yang digunakan untuk skala Rockwell, menunjukkan bahawa peningkatan dalam beban meningkatkan kekerasan yang pertama, dan kemudian pengenalan bahagian sfera dikurangkan.

Bahan-bahan dan kaedah pengukuran

Paling sukar hari ini dari bahan-bahan yang sedia ada - dua versi karbon: separuh berlian lonsdalite adalah lebih keras lagi, serta fullerenes ia melampaui berlian dua kali. aplikasi praktikal bahan-bahan ini baru sahaja bermula, dan manakala yang paling biasa adalah berlian yang paling sukar. Dengan bantuan beliau, ia menetapkan kekerasan semua logam.

Kaedah untuk penentuan (paling popular) telah disenaraikan di atas, tetapi untuk memahami ciri-ciri mereka dan memahami keperluan untuk mempertimbangkan lain, yang boleh dibahagikan kepada dinamik, iaitu kejutan dan statik, yang telah dipertimbangkan. kaedah pengukuran juga dikenali sebagai skala. Ia perlu ingat bahawa yang paling popular masih skala Brinell, kekerasan yang mana diukur dengan diameter lekukan, yang meninggalkan bola keluli ditekan ke dalam permukaan bahan.

Penentuan kekerasan

kaedah Brinell (GOST 9012-59) membolehkan untuk merakam jumlah kekerasan tanpa unit, menandakan HB, di mana H - kekerasan (kekerasan), dan B - sebenarnya Brinell. kawasan cetakan diukur sebagai sebahagian daripada sfera bukannya kawasan bulat, seperti juga pelbagai Meyer sebagai contoh. skala Rockwell adalah berbeza dalam bahawa kedalaman definisi log masuk bola atau kon kekerasan bahan berlian diperolehi berdimensi. Ianya dibentuk HRA, HRC, HRB, atau HR. Formula untuk mengira kekerasan adalah seperti berikut: HR = 100 (130) - kd. Di sini d ialah kedalaman pembenaman, dan k - faktor.

Vickers kekerasan boleh ditentukan dengan kaedah jejak yang ditinggalkan oleh piramid tetrahedral ditekan ke dalam bahan permukaan berhubung dengan beban yang telah digunakan untuk piramid. kawasan cetakan - bukan berlian, dan sebahagian daripada piramid persegi. Vickers dimensi boleh dianggap sebagai kilo per mm ^2, ditandakan unit HV. Terdapat juga kaedah untuk mengukur Shore (kasturi), biasanya digunakan untuk polimer dan mempunyai dua belas skala pengukuran. Shore Penanya skala yang sesuai (versi Jepun untuk bahan-bahan lembut dan elastik) yang hampir sama dengan kaedah yang sebelumnya, hanya parameter dari alat pengukur adalah berbeza dan menggunakan indektory berbeza. Satu lagi kaedah Shore - bounce - untuk-modulus tinggi yang bahan amat sukar. Dapat disimpulkan bahawa semua kaedah mengukur kekerasan bahan, dibahagikan kepada dua kategori - dinamik dan statik.

Instrumen dan alat-alat

Peranti untuk menentukan kekerasan dipanggil tvordomerami, alat ukuran ini. Menguji pengaruh yang berbeza pada objek, jadi kaedah boleh merosakkan dan ia tidak dimusnahkan. Antara semua skala ini tidak mempunyai hubungan langsung, kerana tiada seorang pun daripada kaedah tidak mencerminkan sifat-sifat asas bahan dalam keseluruhannya.

Namun dibina cukup kurang meja, di mana mereka terikat skala dan kaedah yang berlainan bagi kategori bahan-bahan dan kumpulan masing-masing. Mewujudkan jadual ini dapat dilakukan selepas satu siri eksperimen dan ujian. Walau bagaimanapun, teori yang membolehkan salah satu kaedah pengiraan untuk bertukar daripada satu mod yang lain tidak wujud. Kaedah tertentu yang mana kekerasan ini telah dipilih biasanya dipilih berdasarkan peralatan yang ada, berukuran tugas syarat ia, dan sudah tentu, sifat-sifat bahan itu sendiri.