Metallimateriaalien kovuus Kovuus viittaa materiaalin kykyyn vastustaa paikallista muodonmuutosta, erityisesti plastista muodonmuutosta, painaumaa tai naarmuuntumista. Se on osoitus materiaalin kovuuden mittaamisesta. Erilaisten testimenetelmien mukaan kovuus jaetaan kolmeen tyyppiin.
① Naarmun kovuus. Sitä käytetään pääasiassa eri mineraalien kovuuden ja pehmeyden vertaamiseen. Menetelmänä on valita tanko, jonka toinen pää on kova ja toinen pää pehmeä, ja raaputetaan testattavaa materiaalia sauvaa pitkin ja määritetään testattavan materiaalin kovuus ja pehmeys naarmun sijainnin mukaan. Laadullisesti kovan esineen naarmu on pitkä ja pehmeän esineen naarmu lyhyt.
② Sisennyskovuus. Sitä käytetään pääasiassa metallimateriaaleihin. Menetelmä on painaa määritetty sisennys testattavaan materiaaliin tietyllä kuormituksella ja verrata testattavan materiaalin kovuutta ja pehmeyttä materiaalin pinnan paikallisen plastisen muodonmuutoksen suuruuteen. Syvennysten, kuormien ja kuormituksen keston eroista johtuen sisennyskovuutta on monenlaisia, pääasiassa Brinell-kovuus, Rockwell-kovuus, Vickers-kovuus ja mikrokovuus.
③ Palautumiskovuus. Sitä käytetään pääasiassa metallimateriaaleihin. Menetelmä on saada erityinen pieni vasara putoamaan vapaasti tietyltä korkeudelta iskemään testattavan materiaalin näytettä, ja materiaalin kovuus määräytyy näytteen varastoiman (ja sitten vapautuvan) jännitysenergian määrän perusteella. isku (mitattu pienen vasaran pomppimiskorkeudella).
Metallimateriaalien yleisimmät Brinell-kovuus, Rockwell-kovuus ja Vickers-kovuus kuuluvat painaumakovuuteen. Kovuusarvo ilmaisee materiaalin pinnan kyvyn vastustaa toisen esineen aiheuttamaa plastista muodonmuutosta, kun se painetaan pintaan. Rebound-menetelmä (Shore, Leeb) mittaa kovuutta ja kovuusarvo edustaa metallin elastisen muodonmuutosfunktion kokoa.
Brinell Hardness Brinell Hardness käyttää karkaistua teräskuulaa tai kovametallikuulaa, jonka halkaisija on D, ja painaa sen näytteen pintaan vastaavalla testivoimalla F. Määritellyn pitoajan jälkeen testivoima poistetaan, jotta saadaan aikaan. syvennys, jonka halkaisija on d. Testivoima jaetaan sisennyksen pinta-alalla ja saatu arvo on Brinellin kovuusarvo ja symboli on HBS tai HBW.
Ero HBS:n ja HBW:n välillä on sisennyksen ero. HBS tarkoittaa, että sisennys on karkaistu teräskuula, jolla mitataan materiaaleja, joiden Brinell-kovuusarvo on alle 450, kuten pehmeä teräs, harmaa valurauta ja ei-rautametallit. HBW tarkoittaa, että sisennys on kovametalli, jota käytetään materiaalien mittaamiseen, jonka Brinell-kovuusarvo on alle 650.
Samassa testilohkossa, kun muut testiolosuhteet ovat täsmälleen samat, kaksi testitulosta ovat erilaiset ja HBW-arvo on usein suurempi kuin HBS-arvo, eikä määrällistä sääntöä ole noudatettava.
Vuoden 2003 jälkeen kotimaani on omaksunut vastaavasti kansainväliset standardit, peruuttanut teräspallon sisennyksen ja ottanut käyttöön kovametallikuulat. Siksi HBS:ää ei enää käytetä, ja HBW:tä käytetään edustamaan Brinell-kovuussymbolia. Monissa tapauksissa Brinellin kovuutta edustaa vain HB, joka viittaa HBW:hen. Kuitenkin HBS näkyy edelleen kirjallisuuspapereissa.
Brinellin kovuuden mittausmenetelmä soveltuu valuraudalle, ei-rautametalliseoksille, erilaisille hehkutetuille ja karkaistuille teräksille. Se ei sovellu näytteiden tai työkappaleiden mittaamiseen, jotka ovat liian kovia, liian pieniä, liian ohuita eivätkä salli suuria painaumia pintaan. Rockwell Hardness käyttää timanttikartiota, jonka kartion kärkikulma on 120 astetta, tai Ø1,588 mm ja Ø3,176 mm karkaistua teräskuulaa sisennyksenä ja kuormana. Näyte painetaan koekappaleeseen 10 kgf:n alkukuormituksen ja 60, 100 tai 150 kgf:n kokonaiskuorman (eli alkukuorma plus pääkuorma) vaikutuksesta. Kun kokonaiskuormitus on kohdistettu, kovuus ilmaistaan sisennyssyvyyden erona, kun pääkuorma poistetaan, mutta pääkuorma säilyy, ja sisennyssyvyyden erona alkukuormituksen vaikutuksesta. Rockwellin kovuustestissä käytetään kolmea testivoimaa ja kolmea sisennystä, joissa on yhteensä 9 yhdistelmää, jotka vastaavat 9 Rockwellin kovuusasteikkoa. Näiden 9 vaa'an käyttö kattaa lähes kaikki yleisesti käytetyt metallimateriaalit. Yleisimmin käytettyjä ovat HRA, HRB ja HRC, joista HRC on eniten käytetty. HRC-asteikon käyttöalue on 20-70HRC. Kun kovuusarvo on alle 20 HRC, koska sisennyksen kartiomaista osaa painetaan liikaa, herkkyys laskee ja sen sijaan tulisi käyttää HRB-asteikkoa; kun näytteen kovuus on suurempi kuin 67 HRC, paine sisennyksen kärkeen on liian suuri, timantti vaurioituu helposti ja sisennyksen käyttöikä lyhenee huomattavasti, joten sen sijaan tulisi yleensä käyttää HRA-asteikkoa.
Rockwellin kovuustesti on yksinkertainen, nopea ja siinä on pieni sisennys. Se voi testata valmiiden tuotteiden ja kovempien ja ohuempien työkappaleiden pintaa. Pienen sisennyksen vuoksi kovuusarvo vaihtelee suuresti materiaaleille, joiden rakenne ja kovuus on epätasainen, eikä tarkkuus ole yhtä korkea kuin Brinell-kovuus. Rockwell-kovuutta käytetään teräksen, ei-rautametallien, kovametallin jne. kovuuden mittaamiseen.
Vickers-kovuus Vickers-kovuus Vickers-kovuuden mittausperiaate on samanlainen kuin Brinell-kovuus. Timanttia, säännöllistä tetraedrin sisennystä, jonka suhteellinen kulma on 136 astetta, käytetään puristamaan materiaalin pintaan määritetyllä testivoimalla F. Testivoima poistetaan, kun sitä on ylläpidetty tietyn ajan. Kovuusarvo ilmaistaan keskimääräisenä paineena säännöllisen tetraedrin sisennyksen pinta-alayksikköä kohti, ja symboli on HV. Vickers-kovuuden mittausalue on laaja ja sillä voidaan mitata materiaaleja, joiden kovuus on 10-1000 HV. Siinä on pieni syvennys, ja sitä käytetään yleensä ohuempien materiaalien ja pintakovetuskerrosten, kuten hiiletyksen ja nitridoinnin, mittaamiseen.
Leeb Hardness käyttää tiettyä volframikarbidisella kuulapäällä varustettua iskukappaleen massaa iskemään testikappaleen pintaan tietyllä voimalla ja sitten pomppimaan. Materiaalien erilaisesta kovuudesta johtuen myös palautumisnopeus iskun jälkeen on erilainen. Iskulaitteeseen on asennettu pysyvä magneettinen materiaali. Kun iskukappale liikkuu ylös ja alas, sen reunakela indusoi nopeuteen verrannollisen sähkömagneettisen signaalin, joka muunnetaan sitten Leebin kovuusarvoksi elektroniikkapiirin kautta ja symboli on merkitty HL:ksi.
Leeb-kovuusmittari ei vaadi työpöytää. Sen kovuusanturi on niin pieni kuin kynä ja sitä voidaan käyttää suoraan käsin. Se on helposti havaittavissa riippumatta siitä, onko kyseessä suuri, painava työkappale vai työkappale, jolla on monimutkaiset geometriset mitat.
Toinen Leebin kovuuden etu on, että se vahingoittaa vain vähän tuotteen pintaa ja sitä voidaan joskus käyttää ainetta rikkomattomana testinä; se on ainutlaatuinen kovuustestauksessa kaikkiin suuntiin, ahtaissa tiloissa ja erikoisosissa.
