Duresa dels materials metàl·lics La duresa es refereix a la capacitat d'un material de resistir la deformació local, especialment la deformació plàstica, sagnat o rascada. És un indicador per mesurar la duresa d'un material. Segons diferents mètodes de prova, la duresa es divideix en tres tipus.
① Duresa de rascades. S'utilitza principalment per comparar la duresa i la suavitat de diferents minerals. El mètode consisteix a seleccionar una vareta amb un extrem dur i l'altre extrem suau, i ratllar el material que s'ha de provar al llarg de la vareta i determinar la duresa i la suavitat del material a provar segons la posició de la rascada. Qualitativament parlant, la rascada feta per un objecte dur és llarga, i la rascada feta per un objecte tou és curta.
② Duresa de sagnat. S'utilitza principalment per a materials metàl·lics. El mètode consisteix a prémer el penetrador especificat al material que s'ha de provar amb una càrrega determinada i comparar la duresa i la suavitat del material a provar segons la mida de la deformació plàstica local a la superfície del material. A causa de les diferències de sagnadors, càrregues i durada de càrrega, hi ha molts tipus de duresa de sagnat, principalment duresa Brinell, duresa Rockwell, duresa Vickers i microduresa.
③ Duresa de rebot. S'utilitza principalment per a materials metàl·lics. El mètode és fer que un petit martell especial caigui lliurement des d'una certa alçada per impactar la mostra del material que s'està provant, i la duresa del material està determinada per la quantitat d'energia de tensió emmagatzemada (i després alliberada) per la mostra durant la prova. impacte (mesurat per l'alçada de rebot del martell petit).
La duresa Brinell més comuna, la duresa Rockwell i la duresa Vickers dels materials metàl·lics pertanyen a la duresa de sagnat. El valor de duresa indica la capacitat de la superfície del material per resistir la deformació plàstica causada per un altre objecte quan es pressiona a la superfície. El mètode de rebot (Shore, Leeb) mesura la duresa i el valor de la duresa representa la mida de la funció de deformació elàstica del metall.
Duresa Brinell La duresa Brinell utilitza una bola d'acer endurit o una bola de carbur amb un diàmetre D com a penetrador i la pressiona a la superfície de la mostra amb la força de prova corresponent F. Després del temps de retenció especificat, la força de prova s'elimina per obtenir un sagnat amb un diàmetre de d. La força de prova es divideix per la superfície de la sagnia, i el valor obtingut és el valor de duresa Brinell i el símbol és HBS o HBW.
La diferència entre HBS i HBW és la diferència en el penetrador. HBS significa que el penetrador és una bola d'acer endurit, que s'utilitza per mesurar materials amb un valor de duresa Brinell inferior a 450, com ara acer suau, ferro colat gris i metalls no ferrosos. HBW significa que el penetrador és un carbur, que s'utilitza per mesurar materials amb un valor de duresa Brinell inferior a 650.
Per al mateix bloc de prova, quan altres condicions de prova són exactament iguals, els dos resultats de la prova són diferents i el valor HBW sovint és superior al valor HBS i no hi ha cap regla quantitativa a seguir.
Després de 2003, el meu país ha adoptat de manera equivalent estàndards internacionals, ha cancel·lat el penetrador de bola d'acer i ha adoptat capçals de bola de carbur. Per tant, HBS ja no s'utilitza i HBW s'utilitza per representar el símbol de duresa Brinell. En molts casos, la duresa Brinell només està representada per HB, que fa referència a HBW. Tanmateix, l'HBS encara es veu als articles de literatura.
El mètode de mesura de la duresa Brinell és adequat per a ferro colat, aliatges no fèrrics, diversos acers recuits i temperats. No és adequat per mesurar mostres o peces massa dures, massa petites, massa primes i que no permeten grans sagnats a la superfície. Rockwell Hardness utilitza un con de diamant amb un angle d'àpex del con de 120 graus o una bola d'acer endurit de Ø1,588 mm i Ø3,176 mm com a penetrador i càrrega. La mostra es pressiona a la peça de prova sota l'acció d'una càrrega inicial de 10 kgf i una càrrega total de 60, 100 o 150 kgf (és a dir, càrrega inicial més càrrega principal). Després d'aplicar la càrrega total, la duresa s'expressa per la diferència entre la profunditat de sagnat quan s'elimina la càrrega principal però es manté la càrrega principal i la profunditat de sagnat sota l'acció de la càrrega inicial. La prova de duresa Rockwell utilitza tres forces de prova i tres penetradors, que tenen un total de 9 combinacions, corresponents a les 9 escales de duresa Rockwell. L'aplicació d'aquestes 9 escales cobreix gairebé tots els materials metàl·lics d'ús habitual. Els més utilitzats són HRA, HRB i HRC, entre els quals HRC és el més utilitzat. El rang d'ús de l'escala HRC és de 20 ~ 70 HRC. Quan el valor de duresa és inferior a 20HRC, perquè la part cònica del penetrador es pressiona massa, la sensibilitat disminueix i s'ha d'utilitzar l'escala HRB; quan la duresa de la mostra és superior a 67HRC, la pressió a la punta del penetrador és massa gran, el diamant es fa malbé fàcilment i la vida útil del penetrador s'escurçarà molt, de manera que s'hauria d'utilitzar generalment l'escala HRA.
La prova de duresa Rockwell és senzilla, ràpida i té un petit sagnat. Pot provar la superfície de productes acabats i peces de treball més dures i primes. A causa de la petita sagnat, el valor de la duresa fluctua molt per a materials amb estructura i duresa desiguals, i la precisió no és tan alta com la duresa Brinell. La duresa Rockwell s'utilitza per mesurar la duresa de l'acer, metalls no fèrrics, carbur cimentat, etc.
Duresa Vickers Duresa Vickers El principi de mesura de la duresa Vickers és similar a la duresa Brinell. S'utilitza un indentador de tetraedre regular de diamant amb un angle relatiu de 136 graus per pressionar a la superfície del material amb una força de prova especificada F. La força de prova s'elimina després de mantenir-la durant un temps determinat. El valor de duresa s'expressa per la pressió mitjana per unitat de superfície de la sagnació del tetraedre regular, i el símbol és HV. La duresa Vickers té un ampli rang de mesura i pot mesurar materials amb un rang de duresa de 10 ~ 1000HV. Té una petita sagnat i s'utilitza generalment per mesurar materials més prims i capes d'enduriment superficial com la cementació i la nitruració.
Leeb Hardness utilitza una certa massa de cos d'impacte equipat amb un capçal de bola de carbur de tungstè per impactar la superfície de la peça de prova amb una força determinada i després rebotar. A causa de la diferent duresa dels materials, la velocitat de rebot després de l'impacte també és diferent. S'instal·la material magnètic permanent al dispositiu d'impacte. Quan el cos d'impacte es mou cap amunt i cap avall, la seva bobina perifèrica induirà un senyal electromagnètic proporcional a la velocitat, que després es converteix en un valor de duresa Leeb a través d'un circuit electrònic, i el símbol es marca com a HL.
El provador de duresa Leeb no requereix un banc de treball. El seu sensor de duresa és tan petit com un bolígraf i es pot accionar directament amb la mà. Es pot detectar fàcilment independentment de si es tracta d'una peça de treball gran i pesada o d'una peça amb dimensions geomètriques complexes.
Un altre avantatge de la duresa Leeb és que provoca pocs danys a la superfície del producte i de vegades es pot utilitzar com a prova no destructiva; és únic en proves de duresa en totes direccions, espais estrets i peces especials.
