Hårdhet hos metallmaterial Hårdhet avser ett materials förmåga att motstå lokal deformation, särskilt plastisk deformation, fördjupning eller repor. Det är en indikator för att mäta hårdheten hos ett material. Enligt olika testmetoder är hårdheten uppdelad i tre typer.
① Skraphårdhet. Det används främst för att jämföra hårdheten och mjukheten hos olika mineraler. Metoden går ut på att välja en stav med ena änden hård och den andra mjuk, och repa materialet som ska testas längs staven, och bestämma hårdheten och mjukheten på materialet som ska testas enligt repans position. Kvalitativt sett är repan som görs av ett hårt föremål lång, och repan som görs av ett mjukt föremål är kort.
② Hårdhet för intryckning. Det används främst för metallmaterial. Metoden är att trycka in den specificerade indentern i materialet som ska testas med en viss belastning, och jämföra hårdheten och mjukheten hos materialet som ska testas med storleken på den lokala plastiska deformationen på materialets yta. På grund av skillnaderna i intryckningar, belastningar och belastningslängd finns det många typer av intryckshårdhet, främst Brinell-hårdhet, Rockwell-hårdhet, Vickers-hårdhet och mikrohårdhet.
③ Rebound hårdhet. Det används främst för metallmaterial. Metoden är att få en speciell liten hammare att falla fritt från en viss höjd för att påverka provet av materialet som testas, och materialets hårdhet bestäms av mängden töjningsenergi som lagras (och sedan frigörs) av provet under provet. slag (mätt med den lilla hammarens studshöjd).
Den vanligaste Brinell-hårdheten, Rockwell-hårdheten och Vickers-hårdheten hos metallmaterial hör till fördjupningshårdheten. Hårdhetsvärdet anger materialytans förmåga att motstå plastisk deformation orsakad av ett annat föremål när det pressas in i ytan. Rebound-metoden (Shore, Leeb) mäter hårdhet, och hårdhetsvärdet representerar storleken på metallens elastiska deformationsfunktion.
Brinell Hardness Brinell Hardness använder en härdad stålkula eller hårdmetallkula med diametern D som en indenter, och pressar in den i provets yta med motsvarande testkraft F. Efter den specificerade hålltiden tas testkraften bort för att erhålla en fördjupning med diametern d. Testkraften divideras med indragningens yta, och det erhållna värdet är Brinell-hårdhetsvärdet, och symbolen är HBS eller HBW.
Skillnaden mellan HBS och HBW är skillnaden i indentern. HBS innebär att indentern är en härdad stålkula, som används för att mäta material med ett Brinell-hårdhetsvärde under 450, såsom mjukt stål, grått gjutjärn och icke-järnmetaller. HBW betyder att indentern är en hårdmetall, som används för att mäta material med ett Brinell-hårdhetsvärde under 650.
För samma testblock, när andra testförhållanden är exakt desamma, är de två testresultaten olika, och HBW-värdet är ofta högre än HBS-värdet, och det finns ingen kvantitativ regel att följa.
Efter 2003 har mitt land på motsvarande sätt antagit internationella standarder, upphävt stålkulans indragare och antagit hårdmetallkulhuvuden. Därför används inte längre HBS och HBW används för att representera Brinells hårdhetssymbol. I många fall representeras Brinell-hårdheten endast av HB, vilket hänvisar till HBW. HBS ses dock fortfarande i litteraturpapper.
Brinells hårdhetsmätningsmetod är lämplig för gjutjärn, icke-järnlegeringar, olika glödgade och härdade stål. Den är inte lämplig för att mäta prover eller arbetsstycken som är för hårda, för små, för tunna och som inte tillåter stora fördjupningar på ytan. Rockwell Hardness använder en diamantkon med en konspetsvinkel på 120 grader eller en Ø1,588 mm och Ø3,176 mm härdad stålkula som indragare och last. Provet pressas in i teststycket under inverkan av en initial belastning på 10 kgf och en total belastning på 60, 100 eller 150 kgf (dvs. initial belastning plus huvudbelastning). Efter att den totala belastningen applicerats uttrycks hårdheten som skillnaden mellan intryckningsdjupet när huvudbelastningen avlägsnas men huvudbelastningen bibehålls och inskärningsdjupet under verkan av den initiala belastningen. Rockwells hårdhetstest använder tre testkrafter och tre indenters, som har totalt 9 kombinationer, motsvarande de 9 skalorna för Rockwells hårdhet. Användningen av dessa 9 skalor täcker nästan alla vanliga metallmaterial. De vanligaste är HRA, HRB och HRC, bland vilka HRC är den mest använda. Användningsområdet för HRC-skalan är 20~70HRC. När hårdhetsvärdet är mindre än 20HRC, eftersom den koniska delen av indentern pressas för mycket, minskar känsligheten, och HRB-skalan bör användas istället; när provets hårdhet är större än 67HRC, är trycket på spetsen av indentern för stort, diamanten skadas lätt och livslängden för indentern kommer att förkortas kraftigt, så HRA-skalan bör i allmänhet användas istället.
Rockwells hårdhetstest är enkelt, snabbt och har en liten fördjupning. Den kan testa ytan på färdiga produkter och hårdare och tunnare arbetsstycken. På grund av den lilla fördjupningen fluktuerar hårdhetsvärdet mycket för material med ojämn struktur och hårdhet, och noggrannheten är inte lika hög som Brinell-hårdheten. Rockwell hårdhet används för att mäta hårdheten hos stål, icke-järnmetaller, hårdmetall, etc.
Vickers hårdhet Vickers hårdhet Mätprincipen för Vickers hårdhet liknar Brinell hårdhet. En diamant regelbunden tetraederintryckare med en relativ vinkel på 136 grader används för att trycka in i materialets yta med en specificerad testkraft F. Testkraften avlägsnas efter att den har bibehållits under en specificerad tid. Hårdhetsvärdet uttrycks av medeltrycket per ytenhet av den vanliga tetraederintryckningen, och symbolen är HV. Vickers hårdhet har ett brett mätområde och kan mäta material med ett hårdhetsområde på 10~1000HV. Den har en liten fördjupning och används vanligtvis för att mäta tunnare material och ythärdande skikt såsom uppkolning och nitrering.
Leeb Hardness använder en viss massa slagkropp utrustad med ett kulhuvud av volframkarbid för att träffa ytan på teststycket under en viss kraft och sedan studsa. På grund av materialens olika hårdhet är returhastigheten efter stöten också annorlunda. Permanent magnetiskt material är installerat på slaganordningen. När stötkroppen rör sig upp och ner kommer dess perifera spole att inducera en elektromagnetisk signal som är proportionell mot hastigheten, som sedan omvandlas till ett Leeb-hårdhetsvärde genom en elektronisk krets, och symbolen är markerad som HL.
Leeb hårdhetstestare kräver ingen arbetsbänk. Dess hårdhetssensor är liten som en penna och kan manövreras direkt för hand. Det kan lätt upptäckas oavsett om det är ett stort tungt arbetsstycke eller ett arbetsstycke med komplexa geometriska dimensioner.
En annan fördel med Leeb hårdhet är att den orsakar liten skada på produktens yta och kan ibland användas som ett oförstörande test; den är unik i hårdhetstestning i alla riktningar, trånga utrymmen och specialdelar.
