Наибольшее распространение в производстве получило определение твёрдости методом запрессовки, включающее определение по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу и микротвёрдость. Полученное значение твёрдости, по сути, отражает сопротивление поверхности металла пластической деформации, вызванной проникновением посторонних предметов.
Ниже приводится краткое введение в различные единицы твердости:
1. Твердость по Бринеллю (HB)
Вдавливают закалённый стальной шарик определённого размера (обычно диаметром 10 мм) в поверхность материала с определённой нагрузкой (обычно 3000 кг) и удерживают в течение определённого времени. После снятия нагрузки отношение нагрузки к площади вмятины представляет собой твёрдость по Бринеллю (HB), измеряемую в килограммах силы на миллиметр (Н/мм²).
2. Твердость по Роквеллу (HR)
Если твердость образца HB>450 или образец слишком мал, определение твердости по Бринеллю невозможно, вместо этого следует использовать измерение твердости по Роквеллу. Алмазный конус с углом при вершине 120° или стальной шарик диаметром 1,59 мм и 3,18 мм вдавливаются в поверхность испытуемого материала под определенной нагрузкой, и твердость материала определяется по глубине отпечатка. В зависимости от твердости испытуемого материала, ее можно выразить по трем различным шкалам:
HRA: Это твердость, полученная при использовании нагрузки 60 кг и алмазного конусного индентора, которая используется для материалов с чрезвычайно высокой твердостью (таких как твердый сплав и т. д.).
HRB: Это твёрдость, полученная при испытании на прочность закалённым стальным шариком диаметром 1,58 мм под нагрузкой 100 кг. Применяется для материалов с низкой твёрдостью (например, отожжённой стали, чугуна и т. д.).
HRC: Это твердость, полученная при использовании нагрузки 150 кг и алмазного конусного индентора, которая используется для материалов с высокой твердостью (таких как закаленная сталь и т. д.).
3 Твердость по Виккерсу (HV)
Используйте алмазный квадратный конический индентор с нагрузкой менее 120 кг и углом при вершине 136° для вдавливания в поверхность материала и разделите площадь поверхности углубления на величину нагрузки, которая является значением твердости по Виккерсу HV (кгс/мм2).
По сравнению с испытаниями на твердость по Бринеллю и Роквеллу, испытание на твердость по Виккерсу имеет много преимуществ. Оно не имеет ограничений заданных условий нагрузки P и диаметра индентора D, как у Бринелля, и проблемы деформации индентора; и у него нет проблемы, связанной с тем, что значение твердости по Роквеллу не может быть унифицировано. И оно может испытывать любые мягкие и твердые материалы, как Роквелл, и оно может испытывать твердость очень тонких деталей (или тонких слоев) лучше, чем Роквелл, что может сделать только поверхностная твердость Роквелла. Но даже при таких условиях его можно сравнивать только в пределах шкалы Роквелла и нельзя унифицировать с другими уровнями твердости. Кроме того, поскольку Роквелл использует глубину отпечатка в качестве индекса измерения, а глубина отпечатка всегда меньше ширины отпечатка, поэтому его относительная погрешность также больше. Поэтому данные твердости по Роквеллу не так стабильны, как по Бринеллю и Виккерсу, и, конечно, не так стабильны, как точность Виккерса.
Между твердостью по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу существует определенная переводная зависимость, и существует таблица переводных зависимостей, к которой можно сделать запрос.
Время публикации: 16 марта 2023 г.
