Badania twardości materiałów

Informacje i pytania techniczne na temat śrub nakrętek i podkładek w różnych normach i powłokach ochronnych

Badania twardości materiałów

Postprzez admin » 29 paź 2013, o 13:16

Badania twardości.

Twardość - odporność materiału na odkształcenia trwałe powstałe pod wpływem sił skupionych, oddziałujących na małą powierzchnię materiału poprzez wciskanie odpowiedniego wgłębnika. Twardość nie jest stałą materiałową - z tego względu porównywanie parametrów jest możliwe w zakresie tylko jednej metody.

Pomiary dzieli się na makro- i mikro – twardości, uzależnione od wielkości odkształcenia spowodowanego wnikaniem wgłębnika w materiał . Istotne jest aby miejsce, w którym dokonywany będzie pomiar, zostało oszlifowane, gdyż stan powierzchni metalu ma duży wpływ na wyniki uzyskane podczas badań twardości. Do pomiarów makro-twardości stosuje się metody:

- Brinella
- Vickersa
- Rockwella

Metoda Vickersa

Polega na wciskaniu wgłębnika o kształcie ostrosłupa prawidłowego w próbkę metalu. Wgłębniki najczęściej zrobione są ze spieków, rzadziej diamentowe.

Twardość wyznaczana jest ze stosunku siły obciążającej wgłębnik F do powierzchni pobocznicy odcisku.
W praktyce jej wartość odczytuje się z tablic po zmierzeniu przekątnej odcisku dla zastosowanego obciążenia. Może ono wynosić: 49, 98, 196, 249, 490 lub 981N.

Wyniki pomiarów twardości metodą Vickersa są dla danego materiału jednakowe, niezależnie od użytego obciążenia. Twardość podajemy w HV np. HV 250. Metoda Vickersa znajduje zastosowanie głównie w pomiarach twardości materiałów twardych (o twardości ok. 300-400 Hb).

Metoda Rockwella

Dwustopniowe wciskanie w badaną próbkę wgłębnika w kształcie kulki stalowej (skala B, T, F) lub stożka diamentowego o kącie rozwarcia 120 stopni (skala C, A). Pomiar powinien zostać przeprowadzony w określonych warunkach. Miarą twardości w metodzie Rockwella jest różnica pomiędzy stałą wartością K a głębokością odcisku h:
HR = K – h
gdzie:
h – trwały przyrost głębokości odcisku
K = 130 (0,26 mm) dla kulki;
K = 100 (0,20 mm) dla stożka

Jeśli pomiar wykonany został za pomocą kulki, wtedy twardość oznacza się symbolem HRB, gdy zastosowany został stożek – HRC.
Kulka stalowa jest stosowana w pomiarach twardości stali węglowej i stopowej w stanie zmiękczonym lub normalizowanym oraz stopów metali nieżelaznych, o twardości od 35 do 100 HRB. Z kolei stożek diamentowy używany jest w pomiarach twardości stali węglowej i stopowej w stanie zahartowanym i ulepszonym cieplnie i innych stopów o twardości od 20 do 67 HRC.
Etapy pomiaru twardości metodą Rockwella:
- obciążenie wgłębnika ciężarem wstępnym, następstwem czego jest wbicie się wgłębnika na głębokość h1
- dociążenie wgłębnika ciężarem głównym, przez co następuje przyrost głębokości do h1 >h
- odciążenie wgłębnika ciężarem głównym, co spowoduje jego podniesienie na głębokość
h1 < h
Obciążenie wstępne zawsze wynosi 98N, natomiast wartość obciążenia głównego jest zależne od badanego materiału. Przy pomiarach należy pamiętać, że twardość Rockwella w skali C nie równa się twardości Rockwella w skali B, pomimo takiej samej wartości (np. HRC 25 nie jest równe HRB 25).

Przed rozpoczęciem pomiarów powinno się odpowiednio ustawić twardościomierz.
Na talerzyk jarzma należy nałożyć ciężarki o wadze adekwatnej do wymaganego nacisku. Następnie zamocować wgłębnik o odpowiednim kształcie. Przed przystąpieniem do właściwego pomiaru należy przeprowadzić pomiar sprawdzający prawidłowe działanie twardościomierza. W tym celu ustawia się próbkę na stoliku i obciąża ją ciężarem wstępnym. Gdy wskazówka znajdzie się na czerwonym polu zeruje się licznik i zadaje obciążenie główne odpowiednie dla badanego materiału. Po upływie 10-15 odciąża się ciężar główny zostawiając jednocześnie obciążenie wstępne. Aby odczytać prawidłowy wynik pomiaru trzeba pamiętać o granicy błędu w pomiarze, która wynosi max. 2 HR.
Pomiar twardości metodą Rockwella znalazł powszechne zastosowanie w przemyśle z uwagi na czas wykonania i mało mało skomplikowany przebieg.
admin
Administrator
 
Posty: 14
Dołączył(a): 16 paź 2013, o 13:40

Powrót do Śruby stalowe w różnych powłokach zabezpieczających

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość