Što je tvrdoća i vrste ispitivanja tvrdoće?

Što je tvrdoća materijala?

Hardness is the resistance with which a material resists the penetration of another (harder) body or simply the resistance to deformation (for example scratching, indentation and cutting) applied to a local area.

Tvrdoća se ne može izravno izračunati. Izvodi se iz primarnih izmjerenih varijabli (npr. ispitna sila, dubina prodiranja, područje otiska. Tvrdoća na temelju svoje vrste je i ispitivanje bez razaranja i ispitivanje s razaranjem.

Ispitivanje tvrdoće kao što je Vicker & Rockwell tvrdoća zahtijeva da se ispitna površina pripremi finim poliranjem kako bi se izmjerila točna veličina udubljenja i stoga materijal treba uništiti – Dakle, to se može smatrati destruktivnim ispitivanjem.

Prijenosni mjerač tvrdoće (tvrdoća po Brinellu) može se izvesti na stvarnom poslu uz minimalnu pripremu površine i može se smatrati vrstom ispitivanja tvrdoće bez razaranja.

Ispitivanje tvrdoće je kvantitativna metoda ispitivanja. U metalurškoj znanosti, vrijednost tvrdoće materijala izravno je povezana s vrstom mikrostrukture. Ferit je mekša dok je martenzit tvrda mikrostruktura.

U industrijama i laboratorijima provode se bezbrojne vrste ispitivanja tvrdoće kako bi se zadovoljili zahtjevi različitih sektora, kodova i standarda te pokusa. Glavne vrste ispitivanja tvrdoće dane su na slici ispod.

What is the Moh’s hardness test?

Mohsovu tvrdoću prvi je izumio Friedrich Mohs (njemački mineralog). Mohsova tvrdoća više je kao usporedni test tvrdoće gdje se materijal uspoređuje za udubljenje s poznatim materijalom ili vrijednošću tvrdoće.

10 minerala je rangirano na Mohsovoj ljestvici od niske tvrdoće do visoke tvrdoće od 1 do 10 kao što je prikazano na slici ispod. Mohsova tvrdoća nije prikladna za područja inženjerstva jer je tvrdoća inženjerskih materijala prilično visoka.

Mjerenje tvrdoće u Mohsovom ispitivanju tvrdoće provodi se na makro, mikro ili nano razinama tvrdoće pomoću Mohsovog ispitivača tvrdoće. Jedinica Mohsove tvrdoće je broj od 1 do 10 jer je to samo kvalitativni test.

Što je Brinellov test tvrdoće?

U Brinellovom ispitivanju tvrdoće, utiskivač, kuglica izrađena od karbidnog metala (ranije kaljenog čelika) promjera D, utiskuje se u površinu ispitnog objekta i promjer ‘d’ udubljenja se mjeri nakon uklanjanja sile ispitnog objekta.

Tvrdoća po Brinellu HB (prema standardu HBW) proporcionalna je kvocijentu ispitne sile i površine udubljenja.

Ispitivanje tvrdoće po Brinellu ima ograničenje primjene na maksimalnu tvrdoću po Brinellu od 650 HBW. Jedinica Brinellove tvrdoće u HB.

Uređaj za mjerenje tvrdoće po Brinellu koristi se za ispitivanje različitih materijala pomoću različitih ispitnih opterećenja i promjera kuglice utiskivača.

U Americi, Brinellov test koji koristi indentor promjera 100 mm s opterećenjem od 3000 Kg koristi se za ispitivanje tvrdoće odljevaka od čelika i željeza, dok je korišteno opterećenje aluminija 1500 Kg.

Meki materijali kao što su bakar i njegove legure – mesing i bronca testirani su upotrebom indentora promjera 5 -10 milimetara s opterećenjem od 500 kg.

Brinellovi testovi prijavljeni su kao “75 HB 5/1000/20”, što znači da je tvrdoća po Brinellu od 75 postignuta upotrebom kugle promjera 5 milimetara s opterećenjem od 1000 kg tijekom 20 sekundi.

What is the Rockwell hardness test?

U ispitivanju tvrdoće po Rockwellu, utiskivač – dijamantni stožac sa zaobljenim vrhom ili čelična kugla – utiskuje se u ispitni komad u dvije faze.

1. Najprije se primjenjuje malo opterećenje od 10 kg kako bi se napravilo početno udubljenje i spriječile pogreške zbog hrapavosti površine.
2. Nakon toga se kotačić postavi na nulu i primijeni glavno opterećenje da se napravi udubljenje. Zatim se glavni teret uklanja i vrši se mjerenje udubljenja. Napomena – prvo opterećenje još uvijek nije uklonjeno u ovoj fazi.

Preostala dubina prodiranja tb ovog utiskivača određena je pod određenim uvjetima. Rockwellova tvrdoća se izvodi iz dubine prodiranja tb.

Tvrdoća po ROCKWELL-u je obrnuto proporcionalna dubini prodiranja. Niske dubine prodiranja znače visoke razine otvrdnjavanja, dok su velike dubine prodiranja karakteristične za mekane materijale.

Princip ispitivanja Rockwellovog testa tvrdoće prikazan je na donjoj slici. Jedinica tvrdoće po Rockwellu je HRC.

Indentor u Rockwell tvrdoći je ili čelična kugla ili sferni stožac s dijamantnim vrhom koji ima kut od 120° i polumjer vrha od 0,2 milimetra, poznat kao Brale.

Rockwellovo testiranje koristi Rockwellovu ljestvicu za tvrdoću kao što su A, B i C. B ljestvica znači da je korišteni udubljivač lopta, dok se u ljestvici A i C koristi dijamantni udubljivač.

Ako vidite da je vrijednost tvrdoće prijavljena kao 60 HRB, to znači da materijal ima Rockwellovu tvrdoću od 60 na B ljestvici, slično tome, 60 HRC znači da materijal ima Rockwellovu tvrdoću 60 na C ljestvici.

Različite skale za ispitivanje tvrdoće po Rockwellu prikazane su na slici ispod. Ljestvica A koristi se za vrlo tvrde materijale kao što su cementni karbidi, kaljeni materijali, skala B & C za čelik, bakar, aluminij itd., dok je skala K do V za meke materijale.

What is the Vicker hardness test?

Vickersov test izvodi se utiskivanjem male dijamantne piramide poznate geometrije u uzorak s poznatim opterećenjem (općenito sila u gramima ili kilogramima, da, oni zapravo imaju koristi) i zatim mjerenjem rezultirajućeg udubljenja kako bi se odredila njegova dubina.

Ova dubina i sila mogu se uključiti u Vickersovu jednadžbu tvrdoće kako bi se odredila tvrdoća materijala. U ispitivanju tvrdoće, što je udubljenje manje, tvrđa je površina materijala kao što je prikazano na donjem dijagramu.

Ovdje uzorak A ima malo udubljenje u usporedbi s uzorcima B i C. Dakle, uzorak A je najtvrđi, a uzorak C najmekši materijal.

Što je Rockwell površinski test tvrdoće?

Ova vrsta ispitivanja tvrdoće koristi se za tanke materijale ili komponente sklone savijanju ili omotavanju zbog normalnih uvjeta ispitivanja tvrdoće. Rockwell Surficial Hardness Tester koristi uobičajeni Rockwell indentor, ali pod smanjenim ispitnim opterećenjem.

Vrijednost prvog opterećenja (manjeg) je 3 KG, a drugog stupnja opterećenja je 15 ili 45 Kg ovisno o vrsti indentora. U Rockwell površinskom ispitivanju tvrdoće slovo ‘T’ dodaje se vrijednosti tvrdoće gdje T označava ispitivanje tankog materijala.

Na primjer, vrijednost tvrdoće od 25 HR20T znači da je površinska tvrdoća 25, ispitno opterećenje od 15 kg i korišten je indentor od čelične kuglice.

Što su Vickers i Knoop testovi mikrotvrdoće?

I Vickersov i Knoppov test mikrotvrdoće koriste se za ispitivanje tvrdoće tankih materijala, tvrdoće premaza tankog filma na površinama kaljenih materijala.

Oba testa koriste udubljivač u obliku dijamantne piramide i taj je oblik jedini čimbenik koji razlikuje ova dva testa.

Kvadratni dijamantni piramidalni utiskivač koristi se u Vickersovom ispitivanju mikrotvrdoće, dok Knoopovo ispitivanje tvrdoće koristi piramidalni utiskivač rombičnog oblika (dijagonalni omjer 7,114:1).

Indentor za utvrđivanje tvrdoće po Vickeru ima oštar vrh i ne smije se koristiti za krte materijale jer inače mogu rezultirati krtim lomom zbog koncentriranog opterećenja.

Knoppova tvrdoća udubljenja je plića od Vickerove. Donja slika prikazuje tip indentora za Knoop, Vicker, Brinell i Rockwell test tvrdoće.

Ispitno opterećenje primjenjuje se u rasponu od 10 grama do 1 kilograma, što je prilično niže od vrijednosti opterećenja primijenjenih u Vickerovom makro testu tvrdoće (48 KG).

Ispitivanje mikrotvrdoće provodi se pri većem povećanju (do 1000X) u usporedbi s ispitivanjem makrotvrdoće jer je veličina udubljenja puno manja u usporedbi s prethodnom.

Napredni mikro mjerači tvrdoće više ne zahtijevaju očitavanje vrijednosti tvrdoće iz dijagrama. Mjerenja dimenzija udubljenja provode se na stroju i zaključavaju pomoću prekidača, a stroj daje izravno očitanje za odgovarajuću vrijednost tvrdoće.

Jedinice za Vickerovu tvrdoću su HV, a za Knoopovu tvrdoću HK. Na primjer, Knoop vrijednost mikrotvrdoće možete vidjeti kao 3000HK25, što znači tvrdoću od 3000 Knoop pri opterećenju od 25 grama.

Što je skleroskop i test tvrdoće povrata?

Skleroskopski test radi tako što se čekić s dijamantnim vrhom otpušta s fiksne visine na ispitnoj površini kroz staklenu cijev pod vlastitom težinom.

Odskok čekića nakon udarca i visina odskoka mjere se na stupnjevanoj skali. Ljestvica je podijeljena na 100 dijelova na temelju odskoka koji je rezultat visokougljičnog čelika.

Broj tvrdoće izravno je mjerenje odskoka čekića u cijevi. Jednostavan, tvrđi materijal ispitnog uzorka, veći je broj tvrdoće odskoka.

Što je durometar za ispitivanje tvrdoće?

Durometar se koristi za mjerenje tvrdoće elastičnih materijala kao što su guma, meka plastika – vinil, poliolefin i fluorpolimer.

Uređaj koristi kalibriranu oprugu za primjenu definirane sile na stopu utiskivača koja može biti u obliku stošca ili sfere.

Dubina udubljenja mjeri se pokaznim rasporedom. Na tržištu su dostupni različiti tipovi durometara. Najčešći model A koristi se za meke materijale, a model D za tvrde materijale.

What is the Barcol hardness test?

Barcol test tvrdoće koristi se za mekše materijale kao što su kompozitni materijali, termoreaktivne smole i plastika za provjeru stanja njihovog otvrdnjavanja.

Ispitivanje se oslanja na dubinu udubljenja koju je napravio utiskivač i zatim ga uspoređuje s referentnim uzorkom ili materijalom.

Ispitni uzorak se stavlja ispod Barcol utiskivača i primjenjuje se pritisak sve dok brojčanik na mjeraču ne dotakne svoje maksimalno očitanje. Barcol test tvrdoće je samo kvalitativni test.

Open this in UX Builder to add and edit content