Способноста на металниот материјал да се спротивстави на вдлабнувањето на површината од тврди предмети се нарекува тврдост. Според различните методи на тестирање и опсегот на примена, тврдоста може да се подели на тврдост на Бринел, тврдост на Роквел, тврдост на Викерс, тврдост на Шор, микротврдост и тврдост на високи температури. Постојат три најчесто користени тврдини за цевки: тврдост на Бринел, тврдост на Роквел и тврдост на Викерс.
A. Тврдост на Бринел (HB)
Користете челична топка или карбидна топка со одреден дијаметар за да притиснете на површината на примерокот со наведената сила за тестирање (F). По наведеното време на држење, отстранете ја силата за тестирање и измерете го дијаметарот на вдлабнатината (L) на површината на примерокот. Вредноста на тврдоста на Бринел е количник добиен со делење на силата за тестирање со површината на вдлабнатата сфера. Изразено во HBS (челична топка), единицата е N/mm2 (MPa).
Формулата за пресметка е:
Во формулата: F – силата на тестирање притисната на површината на металниот примерок, N;
D – Дијаметар на челичната топка за тестирање, mm;
d – просечен дијаметар на вдлабнатината, mm.
Мерењето на Бринеловата тврдост е попрецизно и посигурно, но генерално HBS е погоден само за метални материјали под 450N/mm2 (MPa) и не е погоден за потврд челик или потенки плочи. Меѓу стандардите за челични цевки, Бринеловата тврдост е најшироко користена. Дијаметарот на вдлабнување d често се користи за да се изрази тврдоста на материјалот, што е и интуитивно и практично.
Пример: 120HBS10/1000130: Тоа значи дека вредноста на тврдоста Бринел измерена со употреба на челична топка со дијаметар од 10 mm под сила на тестирање од 1000 Kgf (9,807 KN) за 30 секунди (секунди) е 120 N/mm2 (MPa).
Б. Тврдост според Роквел (HR)
Тестот за тврдост по Роквел, како и тестот за тврдост по Бринел, е метод за тестирање на вдлабнување. Разликата е во тоа што ја мери длабочината на вдлабнувањето. Тоа е, под последователно дејство на почетната сила за тестирање (Fo) и вкупната сила за тестирање (F), вдлабнувачот (конус или челична топка од челичарницата) се притиска на површината на примерокот. По одреденото време на држење, главната сила се отстранува. За тестирање на сила, користете го измерениот инкремент на преостанатата длабочина на вдлабнување (e) за да ја пресметате вредноста на тврдоста. Неговата вредност е анонимен број, претставен со симболот HR, а скалите што се користат вклучуваат 9 скали, вклучувајќи A, B, C, D, E, F, G, H и K. Меѓу нив, скалите што најчесто се користат за тестирање на тврдост на челик се генерално A, B и C, имено HRA, HRB и HRC.
Вредноста на тврдоста се пресметува со помош на следната формула:
При тестирање со скали А и Ц, HR=100-e
При тестирање со Б скала, HR=130-e
Во формулата, e – зголемувањето на преостанатата длабочина на вдлабнување е изразено во одредена единица од 0,002 mm, односно кога аксијалното поместување на вдлабнувачот е една единица (0,002 mm), тоа е еквивалентно на промена на Роквеловата тврдост за еден број. Колку е поголема вредноста e, толку е помала тврдоста на металот и обратно.
Применливиот опсег на горенаведените три скали е како што следува:
HRA (дијамантски конусен вдлабнувач) 20-88
HRC (дијамантски конусен вдлабнувач) 20-70
HRB (вдлабнувач на челични топчиња со дијаметар од 1,588 mm) 20-100
Тестот за тврдост по Роквел е широко користен метод во моментов, меѓу кои HRC се користи во стандардите за челични цевки, втор по тврдост по Бринеловата HB. Тврдоста по Роквел може да се користи за мерење на метални материјали од екстремно меки до екстремно тврди. Ги надоместува недостатоците на методот Бринел. Тој е поедноставен од методот Бринел и вредноста на тврдоста може да се прочита директно од бројчаникот на машината за тврдост. Сепак, поради малото вдлабнување, вредноста на тврдоста не е толку точна како методот Бринел.
C. Викерсова тврдост (HV)
Викерсовиот тест на тврдост е исто така метод за тестирање на вдлабнување. Со него се притиска квадратна пирамидална дијамантска вдлабнатина со вклучен агол од 1360 помеѓу спротивните површини во површината за тестирање со избрана сила за тестирање (F) и се отстранува по наведеното време на држење. Сила, се мери должината на двете дијагонали на вдлабнувањето.
Вредноста на Викерсовата тврдост е количник од силата на тестирање поделена со површината на вдлабнување. Нејзината формула за пресметување е:
Во формулата: HV–Викерсов симбол на тврдост, N/mm2 (MPa);
F–тест сила, N;
d – аритметичката средина на двете дијагонали на вдлабнатината, mm.
Тестната сила F што се користи во Викерсовата тврдост е 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) и други шест нивоа. Вредноста на тврдоста може да се мери во опсег од 5~1000HV.
Пример за метод на изразување: 640HV30/20 значи дека вредноста на Викерсовата тврдост измерена со тест сила од 30Hgf (294,2N) за 20S (секунди) е 640N/mm2 (MPa).
Викерсовиот метод на тврдост може да се користи за одредување на тврдоста на многу тенки метални материјали и површински слоеви. Тој ги има главните предности на Бринел и Роквел методите и ги надминува нивните основни недостатоци, но не е толку едноставен како Роквел методот. Викерсовиот метод ретко се користи во стандардите за челични цевки.
Време на објавување: 03 април 2024 година