Испытания на твердость используются для проверки твердости материала. Испытание на твердость проводится с помощью машины, называемой измерителем твердости.
Доступны многие типы измерителей твердости. Это делается путем проникновения в испытуемый материал материала, более твердого, чем материал для отбора проб.
Испытания на твердость помогают определить устойчивость материала к деформациям. Чаще всего используются тесты на твердость по Бринеллю и Роквеллу.
Основные выводы
- При измерении твердости по Бринеллю используется сферический индентор и измеряется размер отпечатка, который подходит для испытаний больших образцов и шероховатых поверхностей.
- При испытании на твердость по Роквеллу используется индентор с алмазным конусом или стальным шариком и измеряется глубина вдавливания, что подходит для небольших образцов и гладких поверхностей.
- Определение твердости по Роквеллу дает более быстрые результаты и менее разрушительно, чем определение твердости по Бринеллю.
Твердость по Бринеллю против твердости по Роквеллу
Испытание на твердость по Бринеллю включает вдавливание шарика из карбида вольфрама определенного диаметра в поверхность испытуемого материала с заданной силой. В тесте на твердость по Роквеллу используется шарик из закаленной стали определенного размера, который вдавливается в материал под определенной нагрузкой.
Твердость по Бринеллю — одна из шкал, по которой измеряется уровень твердости материала. Прибор, используемый в этом тесте, называется индентором Бринелля.
Эта шкала используется для создания отпечатков на образце, а затем измеренное отпечаток преобразуется в значение с использованием шкалы твердости по Бринеллю.
Твердость по Роквеллу также является шкалой для измерения твердости материала, как и твердость по Бринеллю. Он также имеет специальный индентор Роквелла.
Этот индентор имеет определенный размер, и к образцу прикладывается определенное усилие, чтобы образовать отпечаток. Затем измерения преобразуются в значения твердости по Роквеллу.
Сравнительная таблица
| Параметры сравнения | Твердость по Бринеллю | Твердость по Роквеллу |
|---|---|---|
| точность | Менее точный | Очень точно |
| индентор | Сферический стальной шар | Алмазный конус и сферический стальной шар |
| Размер индентора | 10 мм | |
| Длительность | 30-60 сек | 10-15 сек |
| чувствительность | Чувствителен к небольшим дефектам на поверхности образца | Не очень чувствителен к недостаткам |
| недостаток | Очень твердые образцы не могут быть измерены | Конус индентора может сломаться |
Что такое твердость по Бринеллю?
Твердомер по Бринеллю имеет индентор диаметром 10 мм. Индентор должен представлять собой шарик из закаленной стали или шарик из карбамида. Этот сферический шар может использоваться для приложения нагрузки около 3000 кг в случае более твердого материала.
Однако эту нагрузку можно уменьшить, если испытуемый материал мягче, чтобы избежать дополнительных вмятин. Твердость по Бринеллю применяют для определения твердости материалов с неоднородной структурой.
Перед индентированием поверхность образца должна быть подготовлена. Он должен быть ровным и идеальным. Любые неточности могут привести к ошибке.
Твердомер по Бринеллю удобен в обращении и портативен. Диаметр надреза, сделанного тестером, измеряют с помощью простого маломощного микроскопа.
Значение твердости по Бринеллю получают путем деления приложенной нагрузки на площадь поверхности отпечатка. Во время измерения не должно быть вибрации, поскольку она может повлиять на значение и привести к ошибке.
Тестер твердости по Бринеллю можно применять ко всем типам материалов. Прикладываемая нагрузка является высокой по сравнению с другими твердомерами. Соответственно можно регулировать размер индентора и нагрузку.
Поскольку в приборах для испытаний по Бринеллю используется сферический индентор, оказывающий равномерное давление, вероятность возникновения ошибки очень мала.
Что такое твердость по Роквеллу?
Метод определения твердости по Роквеллу является универсальным методом определения твердости. В этом методе нет оптического оборудования, такого как микроскоп, для измерения отпечатка. В этом методе используются два типа инденторов.
Один представляет собой алмазный конус, а другой — стальной шар. Алмазный конус используется на очень твердых образцах, твердость которых должна быть выше 785 Н/мм².
Стальной шарик используется для других более мягких образцов. Диаметр шара должен увеличиваться, а нагрузка должна уменьшаться с уменьшением твердости материала. Пластмассовые материалы испытывают шариковыми инденторами большего диаметра.
Этот метод игнорирует ошибки, поскольку он не очень чувствителен к несовершенствам образца. Также можно измерять образцы сферической, цилиндрической или конической формы. Это занимает меньше времени, а значение генерируется автоматически.
Имеет низкую тестовую нагрузочную способность. Алюминий, мягкая сталь и медные сплавы обычно испытываются с использованием этого метода. Однако для необработанного стального материала в дополнение к этому методу необходимо использовать также метод Бринелля.
Существует три типа методов определения твердости по Роквеллу. Они Роквелл C, Rockwell 15N и Rockwell B. В методе Rockwell C используется алмазный индентор.
Он используется для проверки твердости орехов, болты, пряжки ремней безопасности и т. д. Rockwell B использует сферический стальной индентор. Метод Rockwell 15N оказывает низкое давление на образце.
Основные различия между твердостью по Бринеллю и Роквеллу
- Размер индентора, используемого в тесте Бринелля, составляет 10 мм. Это стальной шар. Принимая во внимание, что индентор, используемый в твердости по Роквеллу, представляет собой либо алмазный конус, либо сферический стальной шарик диаметром менее 4 мм.
- В твердости по Бринеллю измеряется площадь поверхности вмятины, а в твердости по Роквеллу измеряется глубина сделанной вмятины.
- Твердость по Бринеллю используется для измерения твердых материалов, в то время как тест Роквелла не применяется к очень твердым материалам.
- Тест Бринелля имеет большую нагрузочную способность по сравнению с тестом на твердость по Роквеллу, который имеет относительно низкую нагрузочную способность.
- Твердость по Роквеллу дешевле и проще в использовании, чем тест Бринелля, который является дорогостоящим, поскольку включает в себя оптические инструменты, такие как микроскоп.
- Значение можно легко получить в твердости по Роквеллу, и оно также очень точное, чем твердость по Бринеллю. Но твердость по Бринеллю может быть подвержена ошибкам.
Последнее обновление: 17 августа 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
Статья отличная! Очень хорошо объяснили, я смог понять каждую деталь.
Согласен, это отличный источник информации.
Этот пост дает ценную информацию об испытаниях на твердость. Я ценю глубину объяснения обоих методов.
Это невероятно информативно. Я рад, что нашел этот пост!
В статье дается подробное описание твердости по Бринеллю и Роквеллу. Я нашел это очень полезным.
Глубина анализа различий между твердостью по Бринеллю и Роквеллу заслуживает похвалы!
Полностью согласен, предоставленная информация весьма полезна для всех, кто интересуется этой темой.
Уровень детализации в этой статье является исключительным. Он охватывает все аспекты, необходимые для понимания испытаний на твердость.
Полностью согласен, эта статья действительно углубляется в тонкости измерения твердости.
Безусловно, различие между твердостью по Бринеллю и Роквеллу очерчено с большой точностью.
Отличная статья! Особенно мне понравились сравнительные таблицы и разграничение двух основных методов определения твердости.