Brinellova metoda: rysy a podstaty

Pro určení tvrdosti materiálu se nejčastěji používá vynález švédského inženýra Brinella - metoda, která měří povrchové vlastnosti a dodává další vlastnosti polymerních kovů.

Hodnocení materiálu

Právě díky tomuto objevu se nyní odhaduje cestu k nejefektivnějším používání plastů. Ne příliš vysoká tvrdost plastu kontrolovány na pružnost a měkkost, které mají být použity jako těsnění, těsnění a těsnicího materiálu. Vývoj Brinell - metoda pro stanovení pevnosti a houževnatosti materiálu, který bude sloužit významné stavby - v ozubených kol a korunek, ložiska pod těžkým nákladem, podrobnosti o závitových spojů, atd

Tato metoda poskytuje nejpřesnější odhad síly. Hodnota parametru, která je označena hodnotou P1B, nemůže být nadhodnocena. Nejčastěji se pro tento účel používá Brinellův vývoj, metoda, při které je do materiálu přitlačena pět milimetrová ocelová koule. Podle hloubky odstupu koulí a určeného GOST.

Historie

V roce 1900 navrhl švédský inženýr Johan August Brinell metodu, kterou navrhl světové vědecké vědě. To nebylo pojmenováno pouze podle vynálezce, ale také se stalo nejpoužívanějším, standardizovaným.

Jaká je tvrdost? Jedná se o zvláštní vlastnost materiálu, který nepodléhá plastické deformaci z místního kontaktu, který nejčastěji sráží až do zavedení indexu (pevnějšího tělesa) do materiálu.

Obnovená a nerestaurovaná tvrdost

Metoda Brinell pomáhá měřit sníženou tvrdost, která je určena poměrem zatížení k objemu tisku, ploše projekce nebo ploše povrchu. Tvrdá je tedy objemová, promítací a povrchová. Ten je určen poměrem: zatížení do oblasti tisku. Tvrdost objemu se měří poměrem zátěže k jeho objemu a promítací tvrdost se měří zatížením na plochu projekce, v níž odtlaček opustí.

Nesnížené tvrdost podle Brinella podle metody definované stejnými parametry, se pouze naměřená hodnota se stává základní tažná síla, je poměr, který se povrchová plocha, objem nebo projekční displeje vložené do materiálu indektor. Podobně vypočítá objem, a plochý povrchová tvrdost: poměr odporové síly buď na povrchu spolknuté části indektora nebo do oblasti jeho projekce, buď svazku.

Stanovení tvrdosti

Schopnost odolávat plastické a elastické deformace, když je podroben tužšího materiálu indektora - definice tvrdosti, to znamená, že je ve skutečnosti testovací materiál odsazení. Metoda měření Brinellova tvrdost - měřítko toho, jak hluboce index pronikl do materiálu. Chcete-li zjistit přesnou hodnotu tvrdosti tohoto materiálu, musíte měřit hloubku průniku. Za tím účelem existuje metoda Brinell a Rockwell a metoda Vickers se používá méně často.

Pokud Rockwellova metoda určuje přímo hloubku průniku míče do materiálu, pak Vickers a Brinell změří potisk na plochu svého povrchu. Ukazuje se, že čím hlouběji index v materiálu, tím více se získá stopa. Na tvrdosti můžete otestovat absolutně všechny materiály: minerály, kovy, plasty atd., Ale tvrdost každého z nich je určena vlastní metodou.

Jak najít cestu

Metoda pro stanovení tvrdosti podle Brinella je velmi dobré pro nehomogenních materiálů, slitin, které nejsou příliš tvrdé. Nejen druh materiálu určuje způsob měření, ale samy jsou parametry, které mají být stanoveny. Tvrdost se měří jako slitiny v průměru, protože vedle sebe materiálů s různými vlastnostmi. Například, železo. Má velmi nehomogenní strukturu, jsou přítomny cementitu, grafit, perlit, ferit, a tedy měřená tvrdost litiny - průměrná hodnota, podmínky tvrdosti všech složek.

Měření tvrdost kovů Pomocí metody Brinell se používá velký index pro tisk na větší plochu vzorku. Takže v litině je možné získat za těchto podmínek hodnotu, která je průměrná v mnoha a různých fázích. Tato metoda je velmi dobrá při měření tvrdosti slitin - litiny, neželezných kovů, mědi, hliníku a podobně. Přesně tato metoda ukazuje hodnotu tvrdosti plastů.

Metoda Rockwell ve srovnání

Je to dobré pro tvrdé a superhrdlé kovy a získaná hodnota tvrdosti je také zprůměrována. Stejný ocelový kuliček nebo kužel slouží jako indikátor, ale kromě nich se používá i diamantová pyramida. Otisk na materiálu v metodě Rockwell je také velký a počet tvrdostí pro různé fáze je zprůměrován.

Brinella Rockwell stupnice a liší se v zásadě: v bývalém výsledku je uveden jako podíl po rozdělení síly přitlačující povrch tiskové oblasti, ale Rockwell vypočítá poměr hloubky proniknutí stupnice jednotky do hloubky měření. To je důvod, proč Rockwell tvrdost prakticky nekonečně malý, a HB je jasně měří v kilogramech na čtvereční milimetr.

Vickersova metoda

Je-li vzorek příliš malý nebo potřebné měření objekt menší, než je hodnota indektora stopou, která měří tvrdost Rockwell nebo tvrdosti podle Brinella, je nutné použít mikrotvrdost technik, z nichž nejpopulárnější - Vickers. Indektorom je diamant pyramida, ale otisk je zkoumána a měřena optickým systémem, podobným k mikroskopu. Ať už je to známo, že od průměrné hodnoty, taky, ale houževnatost se vypočte na mnohem menší ploše.

V případě, že rozsah předmětu, který má být měřen poměrně malá, používá Micro Tvrdoměr, který je schopen, aby se značka v individuální zrna, fáze, vrstvu, a odsazení zatížení mohou být vybrány nezávisle na sobě. Metalografické umožňuje použití těchto metod a určit tvrdost a mikrotvrdost kovů a nauky o materiálu stejným způsobem určuje tvrdost a mikrotvrdost nekovových materiálů.

Rozsah

Existují tři rozsahy pro měření tvrdosti. V rozsahu maker je zatížení regulováno od 2 N do 30 kN. Mikrořadovka omezuje nejen zatížení indexu, ale i hloubku implementace. První hodnota nepřesahuje 2 N a druhá hodnota přesahuje 0,2 mikronů. V nanosnímku je regulována pouze hloubka zavedení indexu - méně než 0,2 mikronů. Výsledkem je nanotvrdostní materiál.

Parametry měření závisí především na zatížení, které je aplikováno na index. Tato závislost dokonce obdržela speciální efekt velikosti názvu, v angličtině - efekt velikosti vtlačení. Povaha efektu velikosti může být určena formou indexu. Sférická - tvrdost se s rostoucí zátěží zvyšuje, takže tento rozměrový efekt je obrácen. Pyramid Vickers nebo Berkovich snižuje tvrdost s rostoucí zátěží (zde je obvyklý nebo přímý efekt velikosti). Kuželová koule, která se používá pro metodu Rockwell, ukazuje, že zvýšení zatížení nejprve vede ke zvýšení tvrdosti a poté, když je kulovitá část zavedena, klesá.

Materiály a metody měření

Nejtvrdší dosud existujících materiálů jsou dvě modifikace uhlíku: lonsdaleite, což je polovina tvrdosti diamantu a fullerit, který přesahuje diamant na polovinu. Praktická aplikace těchto materiálů začíná, ale nejrozšířenější diamanty je diamant. S jeho pomocí je stanovena tvrdost všech kovů.

Metody pro stanovení (nejpopulárnější), které byly uvedeny výše, ale pochopit jejich vlastnosti a pochopit, že je třeba zvážit i jiné, které lze rozdělit do dynamické, tj šoku a statické, které již byly vzaty v úvahu. Metoda měření je jinak nazývána stupnice. Je třeba připomenout, že nejoblíbenější je stále Brinell měřítko, tvrdost, která se měří průměrem zářezu, který opouští ocelová kulička se vtlačí do povrchu materiálu.

Stanovení počtu tvrdostí

Způsob podle Brinella (GOST 9012-59) umožňuje záznam číslo tvrdosti bez jednotek, označující její HB, kde H - tvrdost (tvrdost) a B - vlastně Brinella. oblast tisku se měří jako část kulové plochy, spíše než kruhové plochy, stejně jako rozsah Meyer např. Rockwell stupnice se liší v tom, že hloubka definice přihlásit kulové nebo kuželové tvrdosti materiálu diamantu se získá nekonečně malý. Je určen HRA, HRC, HRB, nebo HR. Vzorec je vypočtená tvrdost: HR = 100 (130) minus-kd. Zde d je hloubka odsazení a k je koeficient.

Metodou Vickersova metoda lze tvrdost stanovit z tisku, které zbylo tetraedrální pyramidy přitlačené na povrch materiálu, ve vztahu k zatížení, které bylo aplikováno na pyramidu. Oblast tisku není kosočtverec, ale součástí oblasti pyramidy. Velikost jednotek podle Vickers by měla být považována za kgf na mm², označuje jednotku HV. K dispozici je také způsob měření Shore (odsazení), se obvykle používá pro polymery a má dvanáct měření váhy. Shore Asker vhodné měřítko (japonská verze pro měkké a pružné materiály) jsou velmi podobné jako v předchozím případě, pouze parametry měřícího zařízení jsou různé a používají různé indektory. Další metoda Shore - s odrazem - pro vysoký modul, to znamená, že jsou velmi pevné materiály. Proto můžeme konstatovat, že všechny metody, které měří tvrdost materiálu, jsou rozděleny do dvou kategorií - dynamické a statické.

Nástroje a přístroje

Přístroje pro určení tvrdosti se nazývají měřiče tvrdosti, jedná se o instrumentální měření. Testování ovlivňuje objekt jinak, takže metody mohou být destruktivní a nedestruktivní. Neexistuje žádný přímý vztah mezi všemi těmito stupnicemi, protože žádná z metod neodráží základní vlastnosti materiálu jako celku.

Přesto jsou sestaveny spíše přibližné tabulky, kde jsou pro kategorie materiálů a jejich jednotlivé skupiny propojeny váhy a různé metody. Vytvoření těchto tabulek bylo možné po řadě experimentů a testování. Avšak teorie, které by umožnily, aby se jedna z metod výpočtu přesunula z jedné metody na druhou, dosud neexistuje. Konkrétní způsob, kterým je stanovena tvrdost, se obvykle vybírá na základě dostupného přístroje, úkolů měření, podmínek pro jeho provedení a samozřejmě vlastností samotného materiálu.