Metāla materiāla spēju pretoties virsmas iespiedumam ar cietiem priekšmetiem sauc par cietību. Saskaņā ar dažādām testa metodēm un pielietojuma jomu cietību var iedalīt Brinela cietībā, Rokvela cietībā, Vikersa cietībā, Šora cietībā, mikrocietībā un augstas temperatūras cietībā. Caurulēm parasti tiek izmantotas trīs cietības pakāpes: Brinela, Rokvela un Vikersa cietība.
A. Brinela cietība (HB)
Izmantojiet noteikta diametra tērauda lodi vai karbīda lodi, lai iespiestu parauga virsmu ar norādīto testa spēku (F). Pēc noteiktā turēšanas laika noņemiet testa spēku un izmēra ievilkuma diametru (L) uz parauga virsmas. Brinela cietības vērtība ir koeficients, ko iegūst, dalot testa spēku ar ievilktās sfēras virsmas laukumu. Izsakot HBS (tērauda lodītē), mērvienība ir N/mm2 (MPa).
Aprēķina formula ir šāda:
Formulā: F–metāla parauga virsmā iespiestais testa spēks, N;
D–Tērauda lodītes diametrs pārbaudei, mm;
d–ievilkuma vidējais diametrs, mm.
Brinela cietības mērījums ir precīzāks un uzticamāks, taču parasti HBS ir piemērots tikai metāla materiāliem, kas mazāki par 450 N/mm2 (MPa), un nav piemērots cietākam tēraudam vai plānākām plāksnēm. Starp tērauda cauruļu standartiem visplašāk tiek izmantota Brinela cietība. Ievilkuma 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 lodi ar testa spēku 1000 Kgf (9,807 KN) 30 s (sekundes), ir 120 N/mm2 (MPa).
B. Rokvela cietība (HR)
Rokvela cietības tests, tāpat kā Brinela cietības tests, ir ievilkuma pārbaudes metode. Atšķirība ir tāda, ka tas mēra ievilkuma dziļumu. Tas ir, sākotnējā testa spēka (Fo) un kopējā testa spēka (F) secīgā iedarbībā ievilkums (tērauda dzirnavas konuss vai tērauda lode) tiek iespiests parauga virsmā. Pēc noteiktā turēšanas laika galvenais spēks tiek noņemts. Pārbaudiet spēku, izmantojiet izmērīto atlikušā ievilkuma dziļuma pieaugumu (e), lai aprēķinātu cietības vērtību. Tā vērtība ir anonīms skaitlis, ko apzīmē ar simbolu HR, un izmantotajās skalās ir iekļautas 9 skalas, tostarp A, B, C, D, E, F, G, H un K. Starp tām parasti tērauda cietības testēšanai izmantotās skalas ir A, B un C, proti, HRA, HRB un HRC.
Cietības vērtību aprēķina, izmantojot šādu formulu:
Pārbaudot ar A un C skalām, HR=100-e
Pārbaudot ar B skalu, HR=130-e
Formulā e – atlikušais ievilkuma dziļuma pieaugums ir izteikts norādītajā mērvienībā 0,002 mm, tas ir, kad ievilkšanas aksiālais pārvietojums ir viena vienība (0,002 mm), tas ir līdzvērtīgs Rokvela cietības izmaiņām par vienu skaitli. Jo lielāka ir e vērtība, jo zemāka ir metāla cietība un otrādi.
Iepriekš minēto trīs skalu piemērošanas joma ir šāda:
HRA (dimanta konusa ievilkums) 20-88
HRC (dimanta konusa ievilkums) 20-70
HRB (diametrs 1,588 mm tērauda lodīšu ievilkums) 20-100
Rokvela cietības tests pašlaik ir plaši izmantota metode, starp kurām HRC izmanto tērauda cauruļu standartos, kas ir otrajā vietā pēc Brinela cietības HB. Rokvela cietību var izmantot, lai izmērītu metāla materiālus no īpaši mīksta līdz ārkārtīgi cietam. Tas kompensē Brinela metodes trūkumus. Tā ir vienkāršāka nekā Brinela metode, un cietības vērtību var nolasīt tieši no cietības iekārtas skalas. Tomēr tā mazā ievilkuma dēļ cietības vērtība nav tik precīza kā Brinela metode.
C. Vikersa cietība (HV)
Vickers cietības tests ir arī ievilkuma pārbaudes metode. Tas iespiež kvadrātveida piramīdas dimanta ievilkumu ar 1360 leņķi starp pretējām virsmām testa virsmā ar izvēlētu testa spēku (F) un noņem to pēc noteiktā turēšanas laika. Piespiediet, izmēra divu ievilkuma diagonāļu garumu.
Vikersa cietības vērtība ir testa spēka koeficients, kas dalīts ar ievilkuma virsmas laukumu. Tās aprēķina formula ir šāda:
Formulā: HV–Vickers cietības simbols, N/mm2 (MPa);
F–pārbaudes spēks, N;
d – ievilkuma divu diagonāļu vidējais aritmētiskais, mm.
Vikersa cietībā 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 citi seši līmeņi. Cietības vērtību var izmērīt Diapazons ir 5 ~ 1000 HV.
Izteiksmes metodes piemērs: 640HV30/20 nozīmē, ka Vickers cietības vērtība, kas izmērīta ar testa spēku 30Hgf (294,2N) 20S (sekundēs), ir 640N/mm2 (MPa).
Vickers cietības metodi var izmantot, lai noteiktu ļoti plānu metālisku materiālu un virsmas slāņu cietību. Tai ir galvenās Brinela un Rokvela metožu priekšrocības un tiek novērsti to pamata trūkumi, taču tā nav tik vienkārša kā Rokvela metode. Tērauda cauruļu standartos Vickers metodi izmanto reti.
Publicēšanas laiks: 03.03.2024