Metallmaterjali võimet taluda kõvade esemete tekitatud pinna sisselõiget nimetatakse kõvaduseks. Erinevate katsemeetodite ja rakendusala järgi saab kõvaduse jagada Brinelli, Rockwelli, Vickersi, Shore'i, mikrokõvaduseks ja kõrgtemperatuuriliseks kõvaduseks. Torude puhul kasutatakse tavaliselt kolme kõvadust: Brinelli, Rockwelli ja Vickersi kõvadus.
A. Brinelli kõvadus (HB)
Kasutage teatud läbimõõduga teraskuuli või karbiidist kuuli, et suruda proovi pinnale ettenähtud katsejõuga (F). Pärast ettenähtud hoidmisaja möödumist eemaldage katsejõud ja mõõtke proovi pinnal oleva taande läbimõõtu (L). Brinelli kõvaduse väärtus on jagatis, mis saadakse katsejõu jagamisel taandatud kuuli pindalaga. Väljendatuna HBS-is (teraskuul) on ühik N/mm2 (MPa).
Arvutusvalem on:
Valemis: F – metallproovi pinnale pressitud katsejõud, N;
D–katseks kasutatud teraskuuli läbimõõt, mm;
d – taande keskmine läbimõõt, mm.
Brinelli kõvaduse mõõtmine on täpsem ja usaldusväärsem, kuid üldiselt sobib HBS ainult alla 450 N/mm2 (MPa) kõvadusega metallmaterjalide jaoks ega sobi kõvema terase või õhemate plaatide jaoks. Terastorude standardite seas on Brinelli kõvadus kõige laialdasemalt kasutatav. Materjali kõvaduse väljendamiseks kasutatakse sageli taande läbimõõtu d, mis on nii intuitiivne kui ka mugav.
Näide: 120HBS10/1000130: See tähendab, et Brinelli kõvaduse väärtus, mis mõõdeti 10 mm läbimõõduga teraskuuliga 1000 kgf (9,807 kN) katsejõu all 30 sekundi (sekundi) jooksul, on 120 N/mm2 (MPa).
B. Rockwelli kõvadus (HR)
Rockwelli kõvaduskatse, nagu ka Brinelli kõvaduskatse, on taandekatse meetod. Erinevus seisneb selles, et see mõõdab taande sügavust. See tähendab, et esialgse katsejõu (Fo) ja kogu katsejõu (F) järjestikuse toime all surutakse taandemasin (teraseveski koonus või teraskuul) proovi pinnale. Pärast kindlaksmääratud hoidmisaega eemaldatakse peamine jõud. Katsejõu korral kasutage kõvaduse väärtuse arvutamiseks mõõdetud jääktaande sügavuse juurdekasvu (e). Selle väärtus on anonüümne arv, mida tähistatakse sümboliga HR, ja kasutatavad skaalad hõlmavad 9 skaalat, sealhulgas A, B, C, D, E, F, G, H ja K. Nende hulgas on terase kõvaduse testimiseks tavaliselt kasutatavad skaalad A, B ja C, nimelt HRA, HRB ja HRC.
Kõvaduse väärtus arvutatakse järgmise valemi abil:
A- ja C-skaaladega testimisel on HR=100-e
B-skaalaga testimisel oli pulsisagedus 130-e.
Valemis väljendatakse e – jääksisenemissügavuse juurdekasvu ühikuna 0,002 mm, see tähendab, et kui taandetangide aksiaalne nihe on üks ühik (0,002 mm), on see samaväärne Rockwelli kõvaduse muutusega ühe arvu võrra. Mida suurem on e väärtus, seda madalam on metalli kõvadus ja vastupidi.
Eespool nimetatud kolme skaala kohaldamisala on järgmine:
HRA (teemantkoonuse treimisseade) 20-88
HRC (teemantkoonuse treimispink) 20–70
HRB (läbimõõduga 1,588 mm teraskuulidega indenter) 20–100
Rockwelli kõvadusmõõtmine on praegu laialdaselt kasutatav meetod, mille hulgas HRC-d kasutatakse terastorude standardites Brinelli kõvaduse HB järel teisel kohal. Rockwelli kõvadust saab kasutada metallmaterjalide mõõtmiseks äärmiselt pehmetest kuni äärmiselt kõvadeni. See kompenseerib Brinelli meetodi puudusi. See on lihtsam kui Brinelli meetod ja kõvaduse väärtust saab lugeda otse kõvadusmasina näidikult. Väikese taande tõttu pole kõvaduse väärtus aga nii täpne kui Brinelli meetod.
C. Vickersi kõvadus (HV)
Vickersi kõvaduskatse on samuti taanduskatse meetod. Selle käigus surutakse testpinnale valitud testjõuga (F) ruudukujuline püramiidjaoline teemanttang, mille vastaspindade vaheline nurk on 1360, ja eemaldatakse see pärast määratud hoidmisaega. Jõud, mõõtke taande kahe diagonaali pikkus.
Vickersi kõvadus on katsejõu ja taanduspinna jagatis. Selle arvutusvalem on:
Valemis: HV–Vickersi kõvadussümbol, N/mm² (MPa);
F-testi jõud, N;
d – süvendi kahe diagonaali aritmeetiline keskmine, mm.
Vickersi kõvaduse määramiseks kasutatav katsejõud F on 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) ja veel kuus taset. Kõvaduse väärtust saab mõõta vahemikus 5–1000 HV.
Näide avaldismeetodist: 640HV30/20 tähendab, et Vickersi kõvaduse väärtus, mõõdetuna 30 Hgf (294,2 N) katsejõuga 20 s (sekundi) jooksul, on 640 N/mm2 (MPa).
Vickersi kõvadusmeetodit saab kasutada väga õhukeste metallmaterjalide ja pinnakihtide kõvaduse määramiseks. Sellel on Brinelli ja Rockwelli meetodite peamised eelised ning see ületab nende põhilised puudused, kuid see pole nii lihtne kui Rockwelli meetod. Vickersi meetodit kasutatakse terastorude standardite väljatöötamisel harva.
Postituse aeg: 03.04.2024