Tvrdost běžných kovů

Tvrdost je ukazatel mechanických vlastností, který měří stupeň měkkosti a tvrdosti kovového materiálu. Představuje schopnost místního objemu na kovovém povrchu odolávat deformaci. Tvrdost není jednoduchý fyzikální pojem, ale komplexní ukazatel mechanických vlastností, jako je elasticita materiálu, plasticita, pevnost a houževnatost.

 

My rád bych se dnes podělil o nějaké informace o tvrdosti.

 

 

Definice:

Tvrdost je ukazatel výkonu, který měří stupeň měkkosti a tvrdosti kovových materiálů. Zkoušení tvrdosti je široce používáno ve výrobní praxi a vědeckém výzkumu díky svým vlastnostem jednoduchých a rychlých zkušebních metod, nedestruktivního zkoušení dílů a určitých vztahů s jinými mechanickými vlastnostmi. Slouží k testování a hodnocení vlastností kovových materiálů. Existuje mnoho metod zkoušení tvrdosti, které lze v zásadě rozdělit do několika typů: metoda vtlačování (jako je tvrdost podle Brinella, Rockwella, Vickerse atd.), metoda vrypu (jako je Mohsova metoda atd.), metoda odrazu (jako je Shore metoda) atd.

 

Fyzikální význam hodnot tvrdosti se liší podle různých zkušebních metod. Hodnota tvrdosti vtiskové metody představuje schopnost povrchu materiálu odolávat plastické deformaci způsobené vtlačením jiného předmětu; Hodnota tvrdosti vrypové metody představuje schopnost kovu odolávat lokálním povrchovým lomům; Tvrdost metody odrazu představuje velikost elastické deformační práce kovu. Hodnota tvrdosti proto není pouze fyzikální veličina, ale komplexní ukazatel výkonnosti, který charakterizuje řadu různých kombinací fyzikálních veličin, jako je elasticita, plasticita, deformační zpevnění, pevnost a houževnatost materiálů. Obecně se má za to, že tvrdost je schopnost kovu odolávat deformaci nebo lomu v malém objemu na povrchu

 

Kategorie:

Kód pro tvrdost kovu je H. Podle různých zkušebních metod tvrdosti konvenční indikace zahrnují tvrdost podle Brinella (HB), Rockwella (HRC), Vickerse (HV) a Leeba (HL), mezi nimiž se běžněji používají HB a HRC.

 

Opatření:

 

HB má širokou škálu aplikací, zatímco HRC je vhodný pro materiály s vysokou povrchovou tvrdostí, jako je tvrdost tepelného zpracování. Rozdíl mezi nimi spočívá v různých měřicích hlavách tvrdoměru. Měřicí hlava tvrdoměru Brinell je ocelová kulička, zatímco měřicí hlava tvrdoměru Rockwell je diamant.

 

HV je vhodný pro mikroskopickou analýzu. Tvrdost podle Vickerse (HV) se získá zalisováním diamantového čtvercového kuželového indentoru se zatížením až 120 kg a horním úhlem 136 stupňů do povrchu materiálu, přičemž se povrchová plocha vtisku materiálu vydělí hodnotou zatížení.

 

HL ruční tvrdoměr, snadno měřitelný, používá nárazovou kulovou hlavu k dopadu na povrch tvrdosti, což způsobuje poskakování; Vypočítejte tvrdost pomocí poměru rychlosti odrazu a rychlosti nárazu razníku ve vzdálenosti 1 mm od povrchu vzorku. Vzorec je: Leebova tvrdost HL=1000 × VB (rychlost odrazu)/VA (rychlost nárazu).

Přenosný tvrdoměr Leeb dokáže převádět měření tvrdosti podle Brinella (HB), Rockwella (HRC), Vickerse (HV) a Shorea (HS) pomocí Leeb (HL). Alternativně lze hodnoty tvrdosti měřit přímo pomocí principů Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeds (HL) a Shore (HS).

 

Tvrdost podle Brinella

 

Tvrdost podle Brinella (HB) se obecně používá, když jsou materiály měkčí, jako jsou neželezné kovy, ocel před tepelným zpracováním nebo po žíhání. Rockwellova tvrdost (HRC) se obecně používá pro materiály s vyšší tvrdostí, jako je tvrdost po tepelném zpracování a podobně.

Tvrdost tkaniny (HB) je zkušební zatížení určité velikosti, kdy se určitý průměr kalené ocelové kuličky nebo kuličky z tvrdé slitiny vtlačí do povrchu zkoušeného kovu, drží se po stanovenou dobu a poté se odlehčí, aby se změřil průměr vtisk na testovaném povrchu. Hodnota tvrdosti podle Brinella je kvocient získaný vydělením zatížení plochou kulového povrchu vtisku. Obecně platí, že kalená ocelová kulička o určité velikosti (obvykle o průměru 10 mm) se při určitém zatížení (obvykle 3000 kg) vtlačí do povrchu materiálu, po určitou dobu se udržuje a po odlehčení se poměr zatížení k plocha vtisku je hodnota tvrdosti podle Brinella (HB) v kilogramech na metr čtvereční (N/mm2).

 

Rockwellova tvrdost

 

Rockwell hardness is the process of pressing a very hard steel ball or diamond cone into the surface of a specimen under a certain load, and determining the hardness of the material based on the depth of indentation [3]. Rockwell hardness is a hardness index determined by the depth of indentation plastic deformation. Use 0.002 millimeters as a hardness unit. When HB>450 nebo je vzorek příliš malý, nelze použít zkoušku tvrdosti podle Brinella a místo toho je třeba použít měření tvrdosti podle Rockwella. Jedná se o diamantový kužel s vrcholovým úhlem 120 stupňů nebo ocelovou kuličku o průměru 1,59 a 3,18 mm, zalisovanou do povrchu zkoušeného materiálu pod určitým zatížením a tvrdost materiálu se vypočítá z hloubky odsazení. Podle různé tvrdosti testovaných materiálů existují tři různé stupnice, které lze reprezentovat:

 

HRA: Je to tvrdost získaná pomocí 60kg zátěže a diamantového kuželového indentoru, používaná pro materiály s extrémně vysokou tvrdostí (jako jsou tvrdé slitiny).

HRB: Je to tvrdost získaná při zatížení 100 kg a 1,58 mm průměru kalené ocelové kuličky, používané pro materiály s nižší tvrdostí (jako je žíhaná ocel, litina atd.).

HRC: Jedná se o tvrdost získanou při zatížení 150 kg a diamantovém kuželovém indentoru, který se používá pro materiály s vysokou tvrdostí (jako je například kalená ocel).

 

Tvrdost podle Vickerse

 

Vickersova zkouška tvrdosti u bezešvých ocelových trubek je také zkušební metodou vtlačení, kterou lze použít ke stanovení tvrdosti velmi tenkých kovových materiálů a povrchových vrstev. Má hlavní výhody Brinellovy a Rockwellovy metody a překonává jejich základní nevýhody, ale není tak jednoduchá jako Rockwellova metoda a Vickersova metoda se v normách pro ocelové trubky používá jen zřídka.