Метод Бринел: особености и същност

За да се определи твърдостта на материала, най-често се използва изобретението на шведския инженер Бринел - метод, който измерва повърхностните свойства и дава допълнителни характеристики на полимерните метали.

Оценка на материала

Това е благодарение на това откритие сега се оценява пътя на най-ефективното прилагане на пластмаси. проверява за еластичност и мекота Не е твърде висока твърдост пластмаса да се използва като уплътнител, запечатване и уплътнение материал. Развитие на Бринел - метод за определяне на твърдост и якост на материала, който ще служи важни конструкции - в зъбните колела и корони, лагери под тежък товар, детайлите на резбовани връзки и т.н.

Този метод дава най-точната оценка на силата. Стойността на параметъра, обозначена с P1B, не може да бъде надценена. Най-често се използва развитието на Бринел за тази цел, метод, при който в материала се притиска стоманена топка от пет милиметра. Чрез дълбочината на вдлъбнатината на топката и определени от GOST.

история

През 1900 г. инженерът от Швеция, Йохан Август Бринел, направил метода, който той предлагал на науката за световните материали. Тя не само е кръстена на изобретателя, но и се е превърнала в най-широко използваната, стандартизирана.

Каква е твърдостта? Това е специална характеристика на материал, който не се подлага на пластична деформация от локалния контакт, който най-често се свежда до въвеждането на индекс (по-твърдо тяло) в материала.

Възстановена и невъзстановена твърдост

Методът "Бринел" помага да се измери намалената твърдост, която се определя от съотношението на товара към обема на печата, площта на проекцията или повърхността. По този начин твърдостта е обемен, проекция и повърхност. Последното се определя от съотношението: натоварването към зоната на печата. Твърдостта на обема се измерва от съотношението на натоварването към неговия обем и твърдостта на прожекцията се измерва от натоварването до областта на проекцията, в която остава отпечатъкът.

Неустойчивата твърдост на Бринел се определя от същите параметри, само съпротивлението се превръща в основното измерено количество, чието съотношение към повърхностната площ, обема или проекцията показва индекса, въведен в материала. По същия начин се изчисляват обемът, прожекцията и твърдостта на повърхността: съотношението на силата на съпротивление към повърхностната площ на вградената част на индекса или площта на неговата проекция или към обема.

Определяне на твърдостта

Способността да се съпротивлява на пластичната и еластичната деформация, когато е изложена на материал с по-твърд индекс, е определяне на твърдостта, т.е. тестът на материала за вдлъбнатина. Метод на измерване Твърдостта на Бринел - мярка за това колко дълбоко индексът прониква в материала. За да разберете точната стойност на твърдостта на този материал, трябва да измерите дълбочината на проникване. За това има метода на Бринел и Рокуел, а методът на Викерс се използва по-рядко.

Ако Метод Rockwell определя директно дълбочината на проникване на топката в материала, след което Викерс и Бринел измерват отпечатъка върху повърхността на своята повърхност. Оказва се, че колкото по-дълбоко е индексът в материала, толкова по-голям е отпечатъкът. По твърдостта можете да тествате абсолютно всички материали: минерали, метали, пластмаси и т.н., но твърдостта на всеки от тях се определя от собствения му метод.

Как да намерим начин

Метод за определяне на твърдост по Бринел е много добра и нехомогенни материали, сплави, които не са твърде трудно. Не само от вида на материала определя метода на измерване, но сами са параметрите, които се определят. Твърдостта се измерва като сплавите са усреднени, тъй като те съществуват едновременно материали с различни характеристики. Например, чугун. Той е с много нехомогенни структура, има настояще цементит, графит, перлит, ферит, и затова се измерва твърдостта на чугун - средна стойност, условията на твърдостта на всички компоненти.

измерване твърдостта на металите Чрез метода на Бринел се използва голям индекс за печат върху по-голяма площ от пробата. По този начин, в чугун, е възможно да се получи при тези условия стойност, която е средна за много и различни фази. Този метод е много добър при измерване на твърдостта на сплавите - чугун, цветни метали, мед, алуминий и други подобни. Точно този метод показва стойността на твърдостта на пластмасите.

Методът Rockwell в сравнение

Добре е за твърди и сурови метали, а получената стойност на твърдост също се осреднява. Същата стоманена топка или конус служи като индикатор, но в допълнение към тях се използва диамантена пирамида. Отпечатъкът върху материала по метода Rockwell също е голям, а броят на твърдостта за различните фази се осреднява.

Бринел Rockwell мащаб и се различават по принцип: в бившия Резултатът е представен като отношение след разделяне на сила натискане на повърхността на зоната за печат, но Rockwell изчислява съотношението на дълбочината на проникване на агрегата мащаб на дълбочината на измерване. Ето защо Рокуел твърдост почти безразмерна и HB е ясно, измерено в килограми на квадратен милиметър.

Методът на Викерс

Ако пробата е твърде малка или необходимата измерването се противопостави по-малък от indektora отпечатък на стойност, която се измерва твърдостта на Rockwell или твърдост по Бринел, е необходимо да се използва микротвърдост техники, сред които най-популярни - Викърс. Indektorom е диамант пирамида, но отпечатъка се изследва и се измерва чрез оптична система, подобна на микроскоп. Без значение дали става известен на средната стойност, също, но здравината се изчислява на много по-малка площ.

Ако мащабът на измервания обект е много малък, тогава се използва измервател за микроорганизми, който може да направи отпечатък в отделно зърно, фаза, слой и натоварването на вдлъбнатината може да бъде избрано независимо. Металната наука позволява използването на тези методи за определяне както на твърдостта, така и на микроорганизма на металите, а науката за материалите определя по същия начин микроорганизма и твърдостта на неметалните материали.

Обхват на

Има три диапазона за измерване на твърдостта. В макро обхвата натоварването се регулира от 2 N до 30 kN. Микросхемата ограничава не само натоварването на индекса, но и дълбочината на изпълнение. Първата стойност не надвишава 2 N, а втората стойност надвишава 0,2 микрона. В наномащаба се регулира само дълбочината на въвеждане на индекса - по-малко от 0.2 микрона. Резултатът е нанотюрдост материал.

Параметрите на измерване зависят, на първо място, от натоварването, което се прилага към индекса. Тази зависимост дори е получила ефект на специално име - размер, на английски - ефект на размер на вдлъбнатина. Естеството на ефекта на размера може да бъде определено от формата на индекса. Сферична - твърдостта се увеличава с увеличаване на натоварването, така че този измерен ефект е обърнат. В пирамидата Vickers или Berkovich се намалява твърдостта с увеличаване на натоварването (тук е обичайният или директен размер). Конусовата сфера, която се използва за метода Rockwell, показва, че увеличаването на натоварването първо води до увеличаване на твърдостта, а след това, когато се въвежда сферичната част, тя намалява.

Материали и методи на измерване

Най-трудните досега съществуващи материали са две модификации на въглерод: lonsdaleite, което е половината от твърдостта на диаманта, и fullerite, който надвишава диаманта наполовина. Практическото приложение на тези материали едва започва, но най-широко разпространените диаманти са диаманти. С негова помощ се установява твърдостта на всички метали.

Методи за определяне на (най-популярната) са изброени по-горе, но и да разбират техните характеристики и разбират необходимостта да се разгледа от друг, който може да бъде разделен на динамичен, т.е. шок и статичен, които вече са били взети под внимание. Метод за измерване също се нарича мащаб. Следва да се припомни, че най-популярните е все още на скалата на Бринел, твърдостта на който се измерва с диаметър на вдлъбнатината, която напуска стомана топката е натиснат в повърхността на материала.

Определяне на броя на твърдостите

метод Бринел (ГОСТ 9012-59) позволява да се записва броят на твърдост без единици, обозначаващ си HB, където Н - твърдост (твърдост), и В - всъщност по Бринел. печат площ се измерва като част от сфера, а не кръгова област, също както и диапазона на Meyer за пример. Rockwell мащаб се различава с това, че дълбочината на определение влезли в топката или конус материал твърдост на диамант се получава безразмерна. Той се определя на HRA, HRC, HRB, или човешки ресурси. Формулата е както е изчислено твърдост: HR = 100 (130) minus- КД. Тук d е дълбочината на вдлъбнатината и k е коефициентът.

По метода на Викърс твърдостта може да се определи от отпечатването, оставено от тетраедричната пирамида, притиснато към повърхността на материала, спрямо товара, който е бил приложен към пирамидата. Площта на печата не е ромб, а част площта на пирамидата. Размерът на единиците според Vickers трябва да се счита за kgf на мм², означава единица HV. Съществува и метод за измерване на Shore (вдлъбнатина), по-често се използва за полимери и има дванадесет измервателни везни. Съответните Shore скали на скалата Asker (японска модификация за материали от мек и еластичен) са в много отношения подобни на предишния метод, само параметрите на измервателния уред са различни и се използват други индекси. Друг метод Shore - с отскок - за висок модул, т.е. много здрави материали. Следователно можем да заключим, че всички методи, които измерват твърдостта на материала, са разделени на две категории - динамични и статични.

Инструменти и устройства

Инструментите за определяне на твърдостта се наричат ​​измерватели на твърдост, това са инструментални измервания. Тестовете засягат обекта по различен начин, така че методите могат да бъдат разрушителни и неразрушителни. Няма директна връзка между всички тези скали, тъй като нито един от методите не отразява фундаменталните свойства на материала като цяло.

Въпреки това се създават по-скоро приблизителни таблици, където се свързват скали и различни методи за категориите материали и техните отделни групи. Създаването на тези таблици стана възможно след редица експерименти и тестове. Теориите, които биха позволили обаче един от методите за изчисление да се преместят от един метод в друг, все още не съществуват. Конкретният метод, чрез който се определя твърдостта, обикновено се избира, въз основа на наличния апарат, задачите за измерване, условията за осъществяването му и, разбира се, свойствата на самия материал.