Metoda Brinell: trăsături și esență

Pentru a determina duritatea materialului, invenția celui mai des folosit inginer suedez Brinell - o metodă care măsoară proprietățile suprafeței și oferă caracteristici suplimentare ale metalelor polimerice.

Evaluarea materialului

Datorită acestei descoperiri, în prezent se evaluează modalitățile celei mai eficiente aplicări a materialelor plastice. Nu este încercată duritatea prea mare a plasticului pentru elasticitate și moale pentru a fi utilizată ca material de etanșare, etanșare și amortizare. Dezvoltarea lui Brinell este o metodă care permite determinarea rezistenței și a durității unui material care va servi în structuri importante - în angrenaje și coroane, lagăre sub sarcină mare, detalii ale îmbinărilor filetate etc.

Această metodă oferă cea mai precisă estimare a rezistenței. Valoarea parametrului, care este notată de P1B, nu poate fi supraestimată. Cel mai adesea, dezvoltarea lui Brinell este folosită în acest scop, o metodă în care o minge de oțel de cinci milimetri este presată în material. Prin adâncimea de indentare a mingii și determinată de GOST.

poveste

În 1900, inginerul din Suedia, Johan August Brinell, a făcut metoda pe care a propus-o pentru știința materialelor mondiale. Nu a fost numit doar după inventator, ci a devenit și cel mai utilizat, standardizat.

Care este duritatea? Aceasta este o proprietate specială a unui material care nu suferă deformări plastice din contactul local, care de cele mai multe ori se reduce la introducerea unui indice (un corp mai rigid) în material.

Duritate restaurată și nerestricționată

Metoda Brinell ajută la măsurarea durității reduse, care este determinată de raportul încărcării cu volumul de imprimare, zona de proiecție sau suprafața. Astfel, duritatea este volumetrică, proiecție și suprafață. Acesta din urmă este determinat de raportul: încărcarea în zona imprimării. Duritatea volumului este măsurată prin raportul dintre sarcină și volumul său, iar duritatea proieciei este măsurată de sarcină în zona de proiecție pe care amprenta a lăsat amprenta.

Duritatea Brinell nerestricționată este determinată de aceiași parametri, numai rezistența devine cantitatea principală măsurată, raportul dintre care la suprafața, volumul sau proiecția indică indicele introdus în material. În același mod, se calculează volumul, proiecția și duritatea suprafeței: raportul forței de rezistență fie la suprafața părții încorporate a indexului, fie la suprafața proiecției sale, fie la volum.

Determinarea durității

Abilitatea de a rezista la deformarea plastică și elastică atunci când este expusă la un material cu un indice mai rigid este o determinare a durității, adică este un test al materialului pentru indentare. Metoda de măsurare Duritatea lui Brinell - o măsură a gradului în care indicele penetrează materialul. Pentru a cunoaște valoarea exactă a durității acestui material, trebuie să măsurați adâncimea de penetrare. Pentru aceasta, există metoda Brinell și Rockwell, iar metoda Vickers este folosită mai rar.

În cazul în care Metoda Rockwell determină direct adâncimea de penetrare a mingii în material, apoi Vickers și Brinell măsoară amprenta asupra suprafeței sale. Se pare că cu cât indicele din material este mai adânc, cu atât este mai mare amprenta. În ceea ce privește duritatea, puteți testa absolut orice materiale: minerale, metale, materiale plastice etc., dar duritatea fiecăruia este determinată de metoda proprie.

Cum să găsiți o cale

Metoda de încercare a durității Brinell este foarte bună pentru materialele neuniforme, pentru aliaje care nu sunt prea grele. Nu numai că tipul de material determină metoda de măsurare, ci și parametrii care trebuie determinați. Duritatea aliajelor este măsurată, așa cum a fost, în medie, deoarece materialele cu caracteristici diferite coexistă în ele. De exemplu, fonta. El are o structură foarte neomogen, sunt prezente cementita, grafit, perlit, ferită, și, prin urmare, a măsurat duritatea fontă - valoare, termenii durității tuturor componentelor mediate.

măsurare duritatea metalelor Folosind metoda Brinell, un index mare este utilizat pentru a face imprimarea pe o arie mai mare a eșantionului. Astfel, în fontă, este posibil să se obțină în aceste condiții o valoare care este medie pe multe faze și diferite. Această metodă este foarte bună atunci când se măsoară duritatea aliajelor - fontă, metale neferoase, cupru, aluminiu și altele asemenea. Exact această metodă arată valoarea durității materialelor plastice.

Metoda Rockwell în comparație

Este bun pentru metale dure și superharde, iar valoarea obținută a durității este, de asemenea, medie. Aceeași minge sau conul de oțel servește ca indicator, dar pe lângă acestea se utilizează și o piramidă cu diamante. Impresia pe materialul din metoda Rockwell este, de asemenea, mare, iar numărul de duritate pentru diferitele faze este mediatizat.

Brinell Rockwell scară și diferă în principiu: în primul rezultat este prezentat ca câtul după împărțirea forței de presare pe suprafața zonei de imprimare, dar Rockwell calculează raportul dintre adâncimea de penetrare a unității scara la adâncimea de măsurare. Din acest motiv, duritatea Rockwell este practic fără dimensiuni și, conform lui Brinnell, se măsoară clar în kilograme pe milimetru pătrat.

Metoda Vickers

În cazul în care proba este prea mică sau măsurarea necesară obiecta mai mică decât amprenta indektora valoare care măsoară duritatea Rockwell sau de duritate Brinell, este necesar să se utilizeze tehnici de microduritate, printre care cele mai populare - Vickers. Indicele este o piramidă cu diamante, iar amprenta este studiată și măsurată printr-un sistem optic, similar cu un microscop. Valoarea medie va fi, de asemenea, cunoscută, dar duritatea este calculată pe o suprafață mult mai mică.

Dacă scala obiectului măsurat este foarte mică, atunci se utilizează un contor cu microhardină care poate face o impresie într-o granulă separată, o fază, un strat și sarcina de indentare poate fi aleasă independent. Știința metalelor permite folosirea acestor metode pentru a determina atât duritatea și microduritatea metalelor, cât și știința materialelor determină, în același mod, microduritatea și duritatea materialelor nemetalice.

Gama de

Există trei intervale pentru măsurarea durității. În domeniul macro, sarcina este reglată de la 2 N la 30 kN. Micro-limitele limitează nu numai sarcina pe indice, ci și adâncimea de implementare. Prima valoare nu depășește 2 N, iar a doua valoare depășește 0,2 microni. În nano-scară, numai adâncimea de introducere a indicelui este reglementată - mai mică de 0,2 microni. Rezultatul este materialul nanotvurdost.

Parametrii de măsurare depind, în primul rând, de sarcina aplicată indicelui. Această dependență a primit chiar și un nume special - efect de mărime, în engleză - efect de mărime de indentare. Natura efectului de mărime poate fi determinată de forma indexului. Sferice - duritatea crește cu creșterea încărcării, astfel încât acest efect dimensional este inversat. Piramida Vickers sau Berkovich reduce duritatea cu creșterea încărcării (aici efectul obișnuit sau direct al mărimii). Sfera conului, care este folosită pentru metoda Rockwell, arată că creșterea sarcinii conduce mai întâi la o creștere a durității și atunci când se introduce partea sferică, aceasta scade.

Materiale și metode de măsurare

Cele mai grele până în prezent materiale existente sunt două modificări de carbon: lonsdaleite, care este jumătate din duritatea diamantului, și fullerite, care depășește diamantul la jumătate. Aplicarea practică a acestor materiale este doar începutul, dar în timp ce cea mai răspândită diamant este diamantul. Cu ajutorul său este stabilită duritatea tuturor metalelor.

Metode de determinare a (cele mai populare) au fost enumerate mai sus, dar pentru a înțelege caracteristicile lor și să înțeleagă necesitatea de a lua în considerare alte, care pot fi împărțite în stare de șoc și anume dinamică și statică, care au fost deja luate în considerare. Metoda de măsurare este altfel numită o scală. Trebuie amintit faptul că cel mai popular este încă scara Brinell, a căror duritate este măsurată prin diametrul adânciturii, care lasă mingea de oțel este presată în suprafața materialului.

Determinarea numărului de durități

Metoda lui Brinell (GOST 9012-59) vă permite să notați numărul de duritate fără unități de măsură, indicând HB, unde H - duritate, și B - de fapt Brinell. Zona de tipărire este măsurată ca parte a sferei, și nu în zona cercului, așa cum se face de exemplu prin scara Meyer. Metoda lui Rockwell se deosebește prin faptul că determinarea adâncimii mingii sau a conului din diamantul care a intrat în material se dovedește a fi fără dimensiuni. Acesta este desemnat HRA, HRC, HRB sau HR. Formula pentru duritatea calculată este după cum urmează: HR = 100 (130) kd minus-. Aici d este adâncimea indentării și k este coeficientul.

Prin metoda Vickers, duritatea poate fi determinată prin imprimarea lăsată de piramida tetraedrică presată în suprafața materialului, în raport cu sarcina care a fost aplicată piramidei. Zona tiparului nu este un romb, ci o parte zona piramidei. Dimensiunea unităților conform Vickers ar trebui considerată ca kgf pe mm², reprezintă unitatea HV. Există, de asemenea, o metodă de măsurare Shore (indentare), este mai des folosită pentru polimeri și are doisprezece scale. Cântarele Shore corespunzătoare scării Asker (modificarea japoneză pentru materialele moi și elastice) sunt în multe privințe similare cu metoda anterioară, doar parametrii instrumentului de măsurare sunt diferiți și se folosesc alți indicatori. O altă metodă Shore - cu o revenire - pentru modulul înalt, adică materiale foarte solide. Prin urmare, putem concluziona că toate metodele care măsoară duritatea materialului sunt împărțite în două categorii - dinamice și statice.

Instrumente și dispozitive

Instrumentele pentru determinarea durității sunt numite contoare de duritate, acestea fiind măsurători instrumentale. Testarea afectează în mod diferit obiectul, astfel încât metodele pot fi distructive și nedistructive. Nu există o relație directă între toate aceste scale, deoarece niciuna dintre metode nu reflectă proprietățile fundamentale ale materialului în ansamblu.

Cu toate acestea, sunt construite mai degrabă tabele aproximative, unde sunt conectate scale și metode diferite pentru categoriile de materiale și grupurile lor individuale. Crearea acestor tabele a devenit posibilă după o serie de experimente și teste. Cu toate acestea, teoriile care ar permite ca una dintre metodele de calcul să treacă de la o metodă la alta, nu există încă. Metoda concretă prin care se determină duritatea este de obicei aleasă, pe baza aparatului disponibil, a sarcinilor de măsurare, a condițiilor de realizare a acestuia și, bineînțeles, a proprietăților materialului însuși.