Hörku málmefna

Hörku málmefna vísar til getu efnisins til að standast staðbundna aflögun, sérstaklega plastaflögun, inndrátt eða rispur. Það er vísbending um mýkt eða hörku efnisins.

Hörku er skipt í þrjár gerðir út frá prófunaraðferðum.

Klóra hörku: Þetta er fyrst og fremst notað til að bera saman hörku mismunandi steinefna. Aðferðin felst í því að nota stöng með annan endann harðan og hinn mjúkan og draga svo stöngina yfir efnið sem verið er að prófa. Staðsetningin þar sem rispur birtast ákvarðar hörku efnisins. Eigindlega skilur harðari hlutur eftir sig lengri rispu en mýkri hlutur skilur eftir sig styttri rispu.

Inndráttarhörku: Þetta er aðallega notað fyrir málmefni. Aðferðin felur í sér að beita ákveðnu álagi til að þrýsta ákveðnum inndrætti inn í efnið sem verið er að prófa. Hörku efnisins ræðst af umfangi staðbundinnar plastaflögunar á yfirborðinu. Vegna breytileika í inndrætti, álagi og lengd álags eru nokkrar gerðir af inndráttarhörkuprófum, þar á meðal Brinell hörku, Rockwell hörku, Vickers hörku og örhörku, meðal annarra.

Rebound hörku: Þetta er aðallega notað fyrir málmefni. Aðferðin felst í því að leyfa sérhönnuðum hamri að falla frjálslega úr ákveðinni hæð og hafa áhrif á sýnishornið af efninu sem verið er að prófa. Hörku efnisins ræðst af magni álagsorku sem sýnið gleypir (og losar síðan) við höggið, sem er mæld með hæðinni sem hamarinn snýr aftur.

Algengustu hörkuprófin fyrir málmefni - Brinell hörku, Rockwell hörku og Vickers hörku - falla undir inndráttarhörku. Hörkugildið táknar getu efnisins til að standast plastaflögun þegar öðrum hlut er þrýst inn í yfirborð þess. Rebound hörkupróf (Shore, Leeb) mæla hörku byggt á umfangi teygjanlegrar aflögunar málmsins, þar sem hörkugildið gefur til kynna getu efnisins til teygjanlegrar aflögunar.

Brinell hörku

Inndráttur með þvermálDúr hertu stáli eða karbíðkúlu er þrýst inn í yfirborð sýnisins með tilheyrandi prófunarkraftiF. Eftir tilgreindan biðtíma er prófunarkrafturinn fjarlægður og skilur eftir sig inndrátt með þvermálid. Brinell hörkugildið er reiknað með því að deila prófunarkraftinum með yfirborðsflatarmáli inndráttarins. Gildið sem fæst er Brinell hörku, táknuð semHBSeðaHBW.

HMunurinn á milliHBSogHBWliggur í tegund inndráttar sem notaður er.HBSvísar til prófunar sem notar hertu stálkúlu sem innrennsli, venjulega notuð til að mæla Brinell hörkugildi í efnum með hörku undir 450, svo sem mjúku stáli, gráu steypujárni og járnlausum málmum.HBW, aftur á móti, notar karbíðkúlu sem innrennsli og er notað til að mæla Brinell hörkugildi í efnum með hörku undir 650.

Fyrir sama prófunarhlut og við sömu prófunarskilyrði verða niðurstöður úr aðferðunum tveimur mismunandi, meðHBWgildi eru oft hærri enHBSgildi. Hins vegar er ekkert fast magnsamband þar á milli.

Frá árinu 2003 hefur Kína tekið upp alþjóðlegan staðal og skipt út fyrir notkun á hertum stálkúlum með karbíðkúlum fyrir Brinell hörkuprófun. Þar af leiðandi,HBSer ekki lengur notað, ogHBWhefur orðið staðlað tákn fyrir Brinell hörku. Í mörgum tilfellum,HBer notað eitt og sér til að tákna Brinell hörku, sem venjulega vísar tilHBW. Hins vegar,HBSgæti enn sést í sumum bókmenntum og fræðiritum.

Brinell hörkuprófið er hentugur fyrir efni eins og steypujárn, málmblöndur sem ekki eru úr járni og ýmis glæðu eða hertu stáli. Það hentar ekki til að prófa efni sem eru of hörð, of lítil, of þunn eða sýni sem þola ekki stórar innskot á yfirborði þeirra.

Rockwell hörku

Aðferðin notar tígulkeiluinndragara með 120 gráðu topphorni eða hertu stálkúlu sem inndrætti, ásamt sérstakri álagsstillingu. Prófið byrjar með upphafsálagi upp á 10 kgf, fylgt eftir með því að beita heildarálagi (sem er summan af upphafsálagi og aðalálagi) upp á 60, 100 eða 150 kgf. Innrennsli er þrýst inn í sýnishornið undir þessum álagi í röð. Eftir að heildarálagið er beitt er hörkan ákvörðuð af muninum á dýptinni á milli dýptarinnar undir upphaflegu álaginu og dýptarinnar undir heildarálagið þegar aðalálagið er fjarlægt, á meðan upphafsálagið er eftir.

Þessi aðferð er venjulega notuð íRockwell hörkuprófun. Ídráttardýpt undir upphafsálagi og heildarálag er notað til að reikna út hörkugildi sem endurspeglar þol efnisins gegn inndrætti við bæði álagið.

Rockwell hörkuprófið notar þrjá mismunandi prófunarkrafta og þrjár gerðir af inndrættum, sem leiðir til níu mögulegra samsetninga, sem hver samsvarar einum af Rockwell hörkukvarðanum níu. Þessir níu vogir ná yfir næstum öll algeng málmefni. Algengustu vogirnar eruHRA, HRB, ogMannréttindaráð, meðMannréttindaráðer það sem mest er beitt.

Algeng Rockwell hörkuprófun staðaltöflu

TheHRC mælikvarðier venjulega notað fyrir hörkugildi á bilinu 20 til 70 HRC. Þegar hörkugildið er undir 20 HRC minnkar næmni prófsins vegna þess að keilulaga þjórfé innrennslis smýgur of djúpt inn í efnið. Í þessu tilviki erHRB mælikvarðiætti að nota í staðinn þar sem það hentar betur fyrir mýkri efni.

Þegar hörku sýnisins fer yfir 67 HRC verður þrýstingurinn á oddinum á inndælingunni of hár, sem getur skemmt demantinn og stytt líftíma inndælunnar verulega. Þess vegna er almennt mælt með því að skipta yfir íHRA mælikvarðifyrir efni með hörku meiri en 67 HRC.

Rockwell hörkuprófið er einfalt í notkun, fljótlegt og framleiðir litlar innskot, sem gerir það hentugt til að prófa yfirborð fullunnar vöru sem og harðari og þynnri vinnustykki. Vegna lítillar inndráttar getur hörkugildið sveiflast meira fyrir efni með ójafna örbyggingu eða hörku, sem leiðir til minni nákvæmni samanborið við Brinell hörkuprófið. Rockwell hörkuprófið er almennt notað til að mæla hörku stáls, járnlausra málma, karbíðefna og annarra málmblöndur.

Vickers hörku

Meginreglan um Vickers hörkumælingu er svipuð og Brinell hörku. Notaður er tígulpýramídainndráttur með 136 gráðu horn sem fylgir og tilgreindur prófunarkrafturFer borið á yfirborð efnisins. Eftir að álaginu hefur verið viðhaldið í tiltekinn tíma er prófunarkrafturinn fjarlægður. Hörkugildið er ákvarðað af meðalþrýstingi sem er beittur á flatarmálseiningaflatarmáli pýramídainndráttar sem byggir á ferningi, og hörkugildið er táknað með tákninuHV.

Vickers hörkuprófið hefur breitt mælisvið, fær um að mæla efni með hörkugildi á bilinu frá10 til 1000 HV. Inndrátturinn er lítill, sem gerir það sérstaklega hentugur til að mæla þynnri efni og yfirborðshert lög, svo sem kolefnis- eða nítruð yfirborð.

Leeb hörku

Í Leeb hörkuprófinu er högghluti með wolframkarbíðkúluinndrætti notaður til að slá á yfirborð sýnisins undir ákveðnum krafti, sem veldur því að það endurkastist. Vegna mismunandi hörku efnisins er frákastshraðinn mismunandi. Höggbúnaðurinn er búinn varanlegum segli og þegar högghlutinn hreyfist upp og niður myndar spólan í kring rafsegulmerki sem er í réttu hlutfalli við frákasthraðann. Þessu merki er síðan breytt í Leeb hörkugildi í gegnum rafrás og gildið er táknað með tákninuHL.

Leeb hörkuprófari þarf ekki vinnubekk; hörkuskynjari hans er lítill eins og penni og hægt er að stjórna honum beint í höndunum. Þetta gerir það auðvelt að prófa stór, þung vinnustykki eða rúmfræðilega flókin sýni án erfiðleika.

Annar kostur við Leeb hörkuprófara er að hann veldur mjög litlum yfirborðsskemmdum á vörunni og í sumum tilfellum er hægt að nota hann fyrirekki eyðileggjandi próf. Það er sérstaklega einstakt fyrir hörkuprófanir í ýmsar áttir, þröngt rými og sérhæfð svæði, þar sem aðrar aðferðir geta verið krefjandi í notkun.