Quanto sai della durezza del materiale?
2025-01-04
Per garantire le prestazioni e la durata della macchina, il materiale del taglio, misurandoutensili e stampiche viene utilizzato nella fabbricazione meccanica,deve avere una durezza sufficiente.
Oggi discuterò della durezza del materiale con voi.
La durezza è una misura della capacità di un materiale di resistere alle deformazioni locali,in particolare alle deformazioni plastiche, alle forature o agli graffi.maggiore è la resistenza all'usura, quali ingranaggi e altre parti meccaniche richiederanno una certa durezza per garantire una sufficiente resistenza all'usura e durata di vita.
Tipi di durezza
Come indicato in precedenza, c'erano molti tipi di durezza. Vi presenterò la prova di durezza di iniezione comune e pratica nella durezza dei metalli.
Definizione della durezza
1La durezza di Brinell
Il metodo di prova della durezza di Brinell (simbolo HB), che è diventato una specifica di durezza accettata, è uno dei primi metodi sviluppati e riassunti.e ha contribuito all'emergere di altri metodi di prova della durezza.
Il principio della prova di durezza di Brinell è il seguente: l'indentore (sfera di acciaio o sfera di carburo, diametro Dmm) applica la forza di prova F, dopo aver premuto il campione,l'area di contatto S ((mm2) tra l'indentore a sfera e il campione è calcolata nel diametro concavo d ((mm) lasciato dall'indentore, e il valore ottenuto dalla forza di prova è escluso. Quando l'indentore è una palla d'acciaio, il simbolo è HBS, e quando la palla di carburo cementato è HBW. k è una costante (1/g= 1/9.80665 = 0,102).
2La durezza di Vickers
La durezza di Vickers (simbolo HV) è il metodo di prova più utilizzato che può essere testato con qualsiasi forza di prova, specialmente nel campo di piccola durezza inferiore a 9,807 N.
La durezza di Vickers è il valore ottenuto dividendo la forza di prova F ((N) per l'area di contatto S ((mm2) tra la piastra standard e l'indenter, calcolata sulla base della lunghezza diagonale d ((mm),la lunghezza media in entrambe le direzioni) dell'indentatura formata sulla piastra standard dall'indentore (diamante con cono tetragonale), angolo di superficie relativo =136 ̊) alla forza di prova F ((N). k è una costante (1/g=1/9.80665)
3La durezza del nudo.
La durezza di Knoop (simbolo HK), come indicato nella seguente formula, is calculated by dividing the test force by the indentation projection area A (mm2) based on the longer diagonal length d (mm) of the indentation formed on the standard sheet at the test force F by pressing the long diamond indenter with relative side angles of 172˚30' and 130˚.
La durezza del nodo può anche essere misurata sostituendo l'indentore di Vickers di un microhardness tester con l'indentore di Knoop.
4La durezza di Rockwell
La durezza di Rockwell (simbolo HR) o durezza superficiale di Rockwell è misurata applicando una forza di preload sul foglio standard con un indentore a diamante (angolo di punta conico: 120 ̊, raggio di punta: 0).2 mm) o un indentatore sferico (sfera di acciaio o sfera di carburo), quindi applicando una forza di prova e ripristinando la forza di preload.
Questo valore di durezza è derivato dalla formula di durezza, espressa come la differenza tra la profondità d'indentatura h ((μm) tra la forza precaricata e la forza di prova.Il test di durezza di Rockwell utilizza una forza di preload di 98.07N, e la prova di durezza superficiale di Rockwell utilizza una forza di preload di 29,42N. Il simbolo specifico fornito in combinazione con il tipo di indentore, la forza di prova e la formula di durezza è chiamato scala.Le norme industriali giapponesi (JIS) definiscono varie scale di durezza correlate.
HR ((Indentore di diamanti, durezza di Rockwell) = 100-h/0,002 h:mm
HR ((Indentore a sfera, durezza Rockwell) = 130-h/0,002 h: mm
HR ((Diamond/ball indenter, durezza superficiale di Rockwell)=100-h/0,001 h:mm
Macchine per la prova della durezzasono ampiamente utilizzati perché sono semplici e veloci da usare e possono essere testati direttamente sulla superficie delle materie prime o delle parti.
Guida alla selezione della durezza
Guida alla selezione dei metodi di prova della durezza per riferimento:
Materiale
Durezza Micro Vickers
(durezza del nodo)
Proprietà del materiale di superficie minuscola
Durezza Vickers
Durezza Rockwell
Superficie Rockwell
Durezza Brinell
Durezza della riva
(HS)
Durezza della riva ((HA/HC/HD)
Durezza di Leeb
Chip di circuito integrato
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Carburo di tungsteno, ceramiche (utensili da taglio)
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Materiali di ferro e acciaio (materiali per il trattamento termico)
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Materiali non metallici
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Prodotti di plastica
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ruota di macinazione
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Casting
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di gomma, spugna
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forma
Durezza Micro Vickers
(durezza del nodo)
Proprietà del materiale di superficie minuscola
Durezza Vickers
Durezza Rockwell
Superficie Rockwell
Durezza Brinell
Durezza della riva
(HS)
Durezza della riva ((HA/HC/HD)
Durezza di Leeb
Fogli metallici (rasoio di sicurezza, foglio metallico)
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Fogli metallici (rasoio di sicurezza, foglio metallico)
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Parti di piccole dimensioni, parti a forma di ago (orologi, orologi, macchine da cucire)
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Esemplari (strutture) di grande formato
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Microstruttura dei materiali metallici (durezza di fase delle leghe multistrato)
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piastre di plastica
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Spugna, lamiera di gomma
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Ispezione,
giudizio
Durezza Micro Vickers
(durezza del nodo)
Proprietà del materiale di superficie minuscola
Durezza Vickers
Durezza Rockwell
Superficie Rockwell
Durezza Brinell
Durezza della riva
(HS)
Durezza della riva ((HA/HC/HD)
Durezza di Leeb
La resistenza e le proprietà del materiale
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Processo di trattamento termico
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Spessore dello strato di indurimento carburante
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Spessore dello strato di decarborizzazione
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Spessore dello strato di indurimento per spegnimento della fiamma e ad alta frequenza
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Prova di indurimento
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Durezza massima della parte saldata
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La durezza del metallo saldato
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Durezza ad alta temperatura (caratteristiche ad alta temperatura, lavorabilità a caldo)
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Tensione alla frattura (ceramica)
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Conversione della selezione della durezza
Conversione Knoop a Vickers
Basandosi sul fatto che oggetti con la stessa durezza hanno la stessa resistenza ai due tipi di indentori Knoop Vickers,la tensione dei due tipi di inseritori Vickers Knoop sotto carico viene dedotta rispettivamente, e quindi secondo σHK=σHV, HV=0,968HK viene ottenuto. Questa formula viene misurata con basso carico e l'errore è relativamente grande. Inoltre, quando il valore di durezza è maggiore di HV900,l' errore di questa formula è molto grande, e il valore di riferimento viene perso.
Dopo la derivazione e la correzione, viene proposta la formula di conversione della durezza di Knoop e della durezza di Vickers.
Verificato con dati effettivi, l'errore di conversione relativo massimo della formula è dello 0,75%, che ha un elevato valore di riferimento.
Trasformazione di Rockwell in Vickers
A Hans· La formula di conversione di Qvarnstorm proposta da Qvarnstorm è modificata per ottenere la formula di conversione della durezza di Rockwell in durezza di Vickers:
Questa formula è convertita con i dati standard sulla durezza dei metalli ferrosi pubblicati in Cina e il suo errore HRC è fondamentalmente nell'intervallo di ± 0,4HRC, il suo errore massimo è solo 0,9HRC,e l'errore HV massimo calcolato è ±15HV.
Secondo lo stress σHRC=σHV di diversi indentatori, la formula è ottenuta analizzando la curva di relazione tra la durezza di Rockwell e la profondità di indentamento della durezza di Vickers.
Questa formula è confrontata con il valore di conversione sperimentale standard nazionale e l'errore tra il risultato di calcolo della formula di conversione e il valore sperimentale standard è di ±0.1HRC.
Secondo i dati sperimentali effettivi, la conversione della durezza di Rockwell in durezza di Vickers viene discussa mediante regressione lineare e si ottiene la formula:
Questa formula ha una piccola gamma di utilizzo e un errore elevato, ma è facile da calcolare e può essere utilizzata quando la precisione non è elevata.
Trasformazione della durezza di Rockwell in durezza di Brinell
È stata analizzata la relazione tra profondità di insenatura di Brinell e profondità di insenatura di Rockwell, e la formula di conversione è stata ottenuta in base alla tensione σHRC=σHB dell'indenter.
L'errore tra i risultati calcolati e i valori sperimentali standard è di ± 0,1 HRC.
Secondo i dati sperimentali effettivi, la formula è stata ottenuta con il metodo di regressione lineare.
L'errore della formula è grande e la gamma di utilizzo è piccola, ma il calcolo è semplice e può essere utilizzato quando la precisione non è elevata.
Trasformazione di Brinell in Vickers
La relazione tra la durezza di Brinell e la durezza di Vickers si basa anche su σHB=σHV.
Il risultato di conversione di questa formula è confrontato con il valore di conversione della norma nazionale e l'errore di conversione è di ±2HV.
Conversione Knoop a Rockwell
Poiché le corrispondenti curve di Knoop e Rockwell sono simili alle parabole, la formula di conversione approssimativa è derivata dalle curve.
Questa formula è accurata e può essere utilizzata come riferimento.
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