สามมาตรฐานความแข็งสำหรับเหล็ก

ความสามารถของวัสดุโลหะในการต้านทานการเยื้องของพื้นผิวโดยวัตถุแข็งเรียกว่าความแข็ง ตามวิธีการทดสอบที่แตกต่างกันและขอบเขตการใช้งานความแข็งสามารถแบ่งออกเป็นความแข็งของ Brinell, ความแข็งของ Rockwell, ความแข็งของ Vickers, ความแข็งของชายฝั่ง, microhardness และความแข็งที่อุณหภูมิสูง มีสามความแข็งที่ใช้กันทั่วไปสำหรับท่อ: Brinell, Rockwell และ Vickers Hardness

A. Brinell Hardness (HB)

ใช้ลูกบอลเหล็กหรือลูกบอลคาร์ไบด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางบางอย่างเพื่อกดลงในพื้นผิวตัวอย่างด้วยแรงทดสอบที่ระบุ (F) หลังจากเวลาที่กำหนดให้ถอดแรงทดสอบออกและวัดเส้นผ่านศูนย์กลางการเยื้อง (L) บนพื้นผิวตัวอย่าง ค่าความแข็งของ Brinell คือความฉลาดที่ได้จากการหารแรงทดสอบโดยพื้นที่ผิวของทรงกลมเยื้อง แสดงใน HBS (ลูกบอลเหล็ก) หน่วยคือ N/mm2 (MPA)

สูตรการคำนวณคือ:
ในสูตร: F - แรงทดสอบที่กดลงในพื้นผิวของตัวอย่างโลหะ, n;
D - เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกเหล็กสำหรับการทดสอบ, MM;
เส้นผ่านศูนย์กลาง D - เฉลี่ยของการเยื้อง, มม.
การวัดความแข็งของ Brinell นั้นมีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น แต่โดยทั่วไปแล้ว HBS เหมาะสำหรับวัสดุโลหะต่ำกว่า 450N/mm2 (MPA) และไม่เหมาะสำหรับเหล็กหรือแผ่นบางกว่า ในบรรดามาตรฐานท่อเหล็กความแข็งของ Brinell นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด เส้นผ่านศูนย์กลางการเยื้อง D มักใช้เพื่อแสดงความแข็งของวัสดุซึ่งทั้งสองใช้งานง่ายและสะดวก
ตัวอย่าง: 120HBS10/1000130: หมายความว่าค่าความแข็งของ Brinell ที่วัดโดยใช้ลูกเหล็กขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 มม. ภายใต้แรงทดสอบ 1,000kGF (9.807KN) เป็นเวลา 30 วินาที (วินาที) คือ 120N/mm2 (MPA)

B. Rockwell Hardness (HR)

การทดสอบความแข็งของ Rockwell เช่นการทดสอบความแข็งของ Brinell เป็นวิธีการทดสอบการเยื้อง ความแตกต่างคือมันวัดความลึกของการเยื้อง นั่นคือภายใต้การกระทำตามลำดับของแรงทดสอบเริ่มต้น (FO) และแรงทดสอบทั้งหมด (F), intenter (กรวยหรือลูกเหล็กของโรงสีเหล็ก) ถูกกดลงในพื้นผิวของตัวอย่าง หลังจากเวลาถือที่ระบุแรงหลักจะถูกลบออก แรงทดสอบใช้การเพิ่มความลึกของการเยื้องที่เหลือที่วัดได้ (E) เพื่อคำนวณค่าความแข็ง ค่าของมันคือหมายเลขที่ไม่ระบุชื่อซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ HR และเครื่องชั่งที่ใช้รวมถึงเครื่องชั่ง 9 ระดับรวมถึง A, B, C, D, E, F, G, H และ K ในหมู่พวกเขาเครื่องชั่งที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการทดสอบความแข็งของเหล็กโดยทั่วไป A, B และ C

ค่าความแข็งคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:
เมื่อทำการทดสอบด้วยเครื่องชั่ง A และ C, HR = 100-E
เมื่อทำการทดสอบด้วยสเกล B HR = 130-E
ในสูตร E - การเพิ่มความลึกของการเยื้องสารตกค้างจะแสดงในหน่วยที่ระบุ 0.002 มม. นั่นคือเมื่อการกระจัดตามแนวแกนของ intenter คือหนึ่งหน่วย (0.002 มม.) มันเทียบเท่ากับการเปลี่ยนแปลงของความแข็งของร็อคเวลล์ในจำนวนหนึ่ง ยิ่งค่า E มีขนาดใหญ่เท่าใดความแข็งของโลหะก็จะยิ่งลดลงและในทางกลับกัน
ขอบเขตที่เกี่ยวข้องของเครื่องชั่งสามระดับข้างต้นมีดังนี้:
HRA (Diamond Cone Indenter) 20-88
HRC (Diamond Cone Indenter) 20-70
HRB (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.588 มม. ลูก intenter) 20-100
การทดสอบความแข็งของ Rockwell เป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันซึ่ง HRC ใช้ในมาตรฐานท่อเหล็กที่สองเท่านั้นที่จะใช้ความแข็งของ Brinell ความแข็งของ Rockwell สามารถใช้ในการวัดวัสดุโลหะจากที่นุ่มมากถึงยากมาก มันทำขึ้นสำหรับข้อบกพร่องของวิธี Brinell มันง่ายกว่าวิธี Brinell และค่าความแข็งสามารถอ่านได้โดยตรงจากการหมุนของเครื่องแข็ง อย่างไรก็ตามเนื่องจากการเยื้องขนาดเล็กค่าความแข็งไม่ถูกต้องเท่ากับวิธี Brinell

C. Vickers Hardness (HV)

การทดสอบความแข็งของ Vickers ยังเป็นวิธีการทดสอบการเยื้อง มันกด diamond indenter สี่เหลี่ยมจัตุรัสสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีมุมที่รวมอยู่ที่ 1360 ระหว่างพื้นผิวตรงข้ามเข้าไปในพื้นผิวทดสอบที่แรงทดสอบที่เลือก (F) และลบออกหลังจากเวลาที่กำหนด แรงวัดความยาวของเส้นทแยงมุมทั้งสองของการเยื้อง

ค่าความแข็งของวิคเกอร์คือความฉลาดของแรงทดสอบหารด้วยพื้นที่ผิวเยื้อง สูตรการคำนวณคือ:
ในสูตร: สัญลักษณ์ความแข็งของ HV - Vickers, N/MM2 (MPA);
F - test Force, N;
D - ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของเส้นทแยงมุมทั้งสองของการเยื้อง MM
แรงทดสอบ F ที่ใช้ใน Vickers Hardness คือ 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) kgf (N) และอีกหกระดับ ค่าความแข็งสามารถวัดได้ช่วงคือ 5 ~ 1000hv
ตัวอย่างของวิธีการแสดงออก: 640HV30/20 หมายความว่าค่าความแข็งของ Vickers ที่วัดด้วยแรงทดสอบ 30HGF (294.2N) เป็นเวลา 20 วินาที (วินาที) คือ 640N/mm2 (MPA)
วิธี Vickers Hardness สามารถใช้เพื่อกำหนดความแข็งของวัสดุโลหะบาง ๆ และชั้นพื้นผิว มันมีข้อได้เปรียบหลักของวิธีการของ Brinell และ Rockwell และเอาชนะข้อบกพร่องพื้นฐานของพวกเขา แต่มันไม่ง่ายเหมือนวิธี Rockwell วิธี Vickers ไม่ค่อยใช้ในมาตรฐานท่อเหล็ก