Trīs parastās cietības pārbaudes metodes

Cietības pārbaude ir būtiska mehānisko īpašību novērtēšanas metode materiālu zinātnē, kas palīdz noteikt materiāla izturību pret iespiedumiem, skrāpējumiem vai nodilumu. Zemāk ir trīs plaši izmantotas cietības pārbaudes metodes, katra ar saviem principiem, pielietojumiem un īpašībām.

 

1. Rokvela cietības pārbaude

Rokvela cietības tests mēra materiāla cietību, nosakot ievilkuma dziļumu, ko izraisa konkrēts ievilkums noteiktas slodzes apstākļos. Tas izmanto divas slodzes: sākotnējo nelielu slodzi, lai nodrošinātu pastāvīgu kontaktu, un lielu slodzi, lai izveidotu ievilkumu. Rokvela cietības vērtība tiek iegūta no ievilkuma dziļuma starpības pirms un pēc lielākās slodzes.

 

1. Atkāpes un svari:

 

Rockwell C (HRC): izmanto dimanta konusa ievilkumu un ir piemērots cietiem materiāliem, piemēram, rūdītam tēraudam, cementētam karbīdam un instrumentu tēraudam.

 

Rockwell B (HRB): izmanto 1/16 collu diametra tērauda lodīšu ievilkumu, kas ir ideāli piemērots mīkstākiem materiāliem, piemēram, rūdītam tēraudam, vara sakausējumiem un alumīnija sakausējumiem.

 

Rockwell A (HRA): izmanto arī dimanta konusa ievilkumu, bet ar mazāku slodzi, ko izmanto ļoti cietiem materiāliem, piemēram, plānām tērauda loksnēm un sekliem - rūdītiem slāņiem.

 

1. Lietojumprogrammas: To plaši izmanto metālu, sakausējumu un termiski apstrādātu - komponentu ražošanā. Piemēram, automobiļu rūpniecībā to izmanto, lai pārbaudītu dzinēja detaļu un transmisijas komponentu cietību, lai nodrošinātu to izturību.

 

2. Brinela cietības pārbaude

Brinela cietības pārbaude ietver cieta tērauda vai karbīda lodītes iespiedšanu materiāla virsmā noteiktā slodzē uz noteiktu laiku un pēc tam iedobuma diametra mērīšanu. Brinela cietības skaitli (HB) aprēķina, pamatojoties uz slodzi un ievilkuma virsmas laukumu.

 

• Princips: Brineļa cietību (HB) aprēķina, divreiz dalot pielikto slodzi (F) ar [π reizināts ar ievilkšanas diametru (D) un pēc tam reizinot ar (D mīnus kvadrātsakne no (D kvadrātā mīnus ievilkuma diametrs (d) kvadrātā))].

 

• Funkcijas: nodrošina salīdzinoši lielu ievilkumu, kas padara testa rezultātu mazāk ietekmētu materiāla lokālo neviendabīgumu, tāpēc tas ir piemērots, lai pārbaudītu materiālus ar rupjiem graudiem vai nelīdzenām struktūrām, piemēram, čuguna un krāsaino metālu lējumus.

 

• Lietojumprogrammas: parasti izmanto lielu sagatavju, kalumu un lējumu testēšanai. Būvniecības nozarē to var izmantot tērauda stieņu un konstrukciju tērauda cietības pārbaudei, lai nodrošinātu būvkonstrukciju kvalitāti.

 

3. Vickers cietības pārbaude

Vickers cietības testā tiek izmantota dimanta kvadrātveida piramīdas ievilkšana, lai iespiestu materiāla virsmā ar noteiktu slodzi. Vikersa cietības skaitli (HV) iegūst, dalot pielikto slodzi ar ievilkuma virsmas laukumu.

 

• Princips: Vickers cietības formula ir HV=0.1891F/d²​, kur F ir slodze un d ir ievilkuma vidējais diagonāles garums.

 

• Priekšrocības: To var pielietot visdažādākajām slodzēm, sākot no ļoti vieglām slodzēm plānu kārtiņu vai mazu komponentu testēšanai līdz smagām slodzēm beztaras materiālu testēšanai. Turklāt testa rezultāti ir ļoti precīzi, un tos var viegli pārvērst citās cietības skalās.

 

• Lietojumprogrammas: plaši izmanto precīzu detaļu testēšanā, piemēram, kosmosa nozarē (dzinēju sastāvdaļas, turbīnu lāpstiņas), elektroniskos komponentus un medicīnas ierīces, kur nepieciešama augsta precizitāte.

 

Secinājums

Katrai no šīm trim cietības pārbaudes metodēm ir savas priekšrocības un piemērojamie scenāriji. Rockwell testēšana ir ātra un piemērota ikdienas kvalitātes kontrolei; Brinela testēšana ir piemērota rupjiem - graudainiem materiāliem; un Vickers testēšana piedāvā augstu precizitāti un daudzpusību. Pareizās metodes izvēle ir atkarīga no materiāla veida, komponenta izmēra, nepieciešamās precizitātes un īpašām pielietojuma prasībām.