Metāla materiāla spēju pretoties virsmas iespiešanai ar cietiem priekšmetiem sauc par cietību. Atkarībā no dažādām testēšanas metodēm un pielietojuma jomas cietību var iedalīt Brinela cietībā, Rokvela cietībā, Vikera cietībā, Šora cietībā, mikrocietībā un augstas temperatūras cietībā. Caurulēm parasti izmanto trīs cietības pakāpes: Brinela cietība, Rokvela cietība un Vikera cietība.
A. Brinela cietība (HB)
Izmantojiet noteikta diametra tērauda vai karbīda lodīti, lai iespiestu parauga virsmā ar norādīto testa spēku (F). Pēc norādītā turēšanas laika noņemiet testa spēku un izmēriet parauga virsmas iespieduma diametru (L). Brinela cietības vērtība ir dalījums, kas iegūts, dalot testa spēku ar iespiestās sfēras virsmas laukumu. Izteikta HBS (tērauda lodīte), mērvienība ir N/mm2 (MPa).
Aprēķina formula ir šāda:
Formulā: F – testa spēks, kas tiek iespiests metāla parauga virsmā, N;
D – tērauda lodītes diametrs pārbaudei, mm;
d – vidējais iespieduma diametrs, mm.
Brinela cietības mērīšana ir precīzāka un uzticamāka, taču parasti HBS ir piemērota tikai metāla materiāliem, kuru cietība ir zem 450 N/mm2 (MPa), un tā nav piemērota cietākam tēraudam vai plānākām plāksnēm. Starp tērauda cauruļu standartiem Brinela cietība ir visplašāk izmantotā. Iespieduma diametrs d bieži tiek izmantots, lai izteiktu materiāla cietību, kas ir gan intuitīvi, gan ērti.
Piemērs: 120HBS10/1000130: Tas nozīmē, ka Brinela cietības vērtība, kas izmērīta, izmantojot 10 mm diametra tērauda lodīti ar testa spēku 1000 kgf (9,807 KN) 30 sekundes (sekundes), ir 120 N/mm2 (MPa).
B. Rokvela cietība (HR)
Rokvela cietības tests, tāpat kā Brinela cietības tests, ir iespiešanas testa metode. Atšķirība ir tāda, ka tā mēra iespiešanas dziļumu. Tas ir, sākotnējā testa spēka (Fo) un kopējā testa spēka (F) secīgas darbības rezultātā iespiešanas instruments (tērauda dzirnavu konuss vai tērauda lodīte) tiek iespiests parauga virsmā. Pēc noteiktā turēšanas laika galvenais spēks tiek noņemts. Testa spēka gadījumā cietības vērtības aprēķināšanai izmantojiet izmērīto atlikušā iespiešanas dziļuma pieaugumu (e). Tās vērtība ir anonīms skaitlis, ko apzīmē ar simbolu HR, un izmantotās skalas ietver 9 skalas, tostarp A, B, C, D, E, F, G, H un K. Starp tām tērauda cietības testēšanā parasti izmanto A, B un C skalas, proti, HRA, HRB un HRC.
Cietības vērtību aprēķina, izmantojot šādu formulu:
Testējot ar A un C skalām, HR=100-e
Testējot ar B skalu, sirdsdarbības ātrums ir 130-e.
Formulā e – atlikušā iespiešanas dziļuma pieaugums ir izteikts norādītajā 0,002 mm vienībā, tas ir, ja iespiešanas instrumenta aksiālais pārvietojums ir viena vienība (0,002 mm), tas ir līdzvērtīgs Rokvela cietības izmaiņām par vienu skaitli. Jo lielāka e vērtība, jo zemāka metāla cietība un otrādi.
Iepriekš minēto trīs skalu piemērojamā darbības joma ir šāda:
HRA (dimanta konusa iespiešanas rīks) 20-88
HRC (dimanta konusa iespiešanas rīks) 20–70
HRB (tērauda lodīšu iespiešanas urbis ar diametru 1,588 mm) 20–100
Rokvela cietības tests pašlaik ir plaši izmantota metode, starp kurām HRC tiek izmantots tērauda cauruļu standartos, otrajā vietā aiz Brinela cietības HB. Rokvela cietību var izmantot, lai izmērītu metāla materiālus no ārkārtīgi mīkstiem līdz ārkārtīgi cietiem. Tas kompensē Brinela metodes trūkumus. Tā ir vienkāršāka nekā Brinela metode, un cietības vērtību var nolasīt tieši no cietības mērīšanas iekārtas skalas. Tomēr nelielā ievilkuma dēļ cietības vērtība nav tik precīza kā Brinela metode.
C. Vikersa cietība (HV)
Vikersa cietības tests ir arī iespiešanas testa metode. Tajā ar izvēlētu testa spēku (F) testa virsmā tiek iespiests kvadrātveida piramīdas formas dimanta iespiešanas instruments ar 1360 grādu leņķi starp pretējām virsmām un pēc noteiktā noturēšanas laika tas tiek izņemts. Spēks, izmēriet iespiešanas divu diagonāļu garumu.
Vikersa cietības vērtība ir testa spēka un iespiešanas virsmas laukuma dalījums. Tās aprēķina formula ir:
Formulā: HV–Vikersa cietības simbols, N/mm² (MPa);
F-testa spēks, N;
d – ievilkuma divu diagonāļu aritmētiskais vidējais, mm.
Vikersa cietības noteikšanai izmantotais testa spēks F ir 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) kgf (N) un vēl seši līmeņi. Cietības vērtību var izmērīt diapazonā no 5 līdz 1000 HV.
Izteiksmes metodes piemērs: 640HV30/20 nozīmē, ka Vikersa cietības vērtība, kas izmērīta ar testa spēku 30 Hgf (294,2 N) 20 s (sekundēs), ir 640 N/mm2 (MPa).
Vikersa cietības metodi var izmantot, lai noteiktu ļoti plānu metālisku materiālu un virsmas slāņu cietību. Tai ir Brinela un Rokvela metožu galvenās priekšrocības un tā pārvar to pamata trūkumus, taču tā nav tik vienkārša kā Rokvela metode. Vikersa metode reti tiek izmantota tērauda cauruļu standartos.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 3. aprīlis