Durezza dei materiali metallici La durezza si riferisce alla capacità di un materiale di resistere alla deformazione locale, in particolare alla deformazione plastica, alla rientranza o al graffio. È un indicatore per misurare la durezza di un materiale. Secondo diversi metodi di prova, la durezza è divisa in tre tipi.
① Durezza ai graffi. Viene utilizzato principalmente per confrontare la durezza e la morbidezza di diversi minerali. Il metodo consiste nel selezionare un'asta con un'estremità dura e l'altra estremità morbida, graffiare il materiale da testare lungo l'asta e determinare la durezza e la morbidezza del materiale da testare in base alla posizione del graffio. Qualitativamente parlando, il graffio fatto da un oggetto duro è lungo, mentre il graffio fatto da un oggetto morbido è corto.
② Durezza della rientranza. Viene utilizzato principalmente per materiali metallici. Il metodo consiste nel premere il penetratore specificato nel materiale da testare con un determinato carico e confrontare la durezza e la morbidezza del materiale da testare in base alla dimensione della deformazione plastica locale sulla superficie del materiale. A causa delle differenze nei penetratori, nei carichi e nella durata del carico, esistono molti tipi di durezza di rientranza, principalmente durezza Brinell, durezza Rockwell, durezza Vickers e microdurezza.
③ Durezza di rimbalzo. Viene utilizzato principalmente per materiali metallici. Il metodo consiste nel far cadere liberamente un piccolo martello speciale da una certa altezza per colpire il campione del materiale da testare, e la durezza del materiale è determinata dalla quantità di energia di deformazione immagazzinata (e quindi rilasciata) dal campione durante il test. impatto (misurato dall'altezza di rimbalzo del martelletto).
La durezza Brinell, la durezza Rockwell e la durezza Vickers più comuni dei materiali metallici appartengono alla durezza di indentazione. Il valore di durezza indica la capacità della superficie del materiale di resistere alla deformazione plastica causata da un altro oggetto quando viene premuto sulla superficie. Il metodo del rimbalzo (Shore, Leeb) misura la durezza e il valore della durezza rappresenta la dimensione della funzione di deformazione elastica del metallo.
Durezza Brinell La durezza Brinell utilizza una sfera di acciaio temprato o di carburo con un diametro di D come penetratore e la preme sulla superficie del provino con la forza di prova corrispondente F. Dopo il tempo di tenuta specificato, la forza di prova viene rimossa per ottenere una rientranza con un diametro di d. La forza di prova è divisa per la superficie della rientranza e il valore ottenuto è il valore di durezza Brinell e il simbolo è HBS o HBW.
La differenza tra HBS e HBW è la differenza nel penetratore. HBS significa che il penetratore è una sfera di acciaio temprato, utilizzata per misurare materiali con un valore di durezza Brinell inferiore a 450, come acciaio dolce, ghisa grigia e metalli non ferrosi. HBW significa che il penetratore è un metallo duro, utilizzato per misurare materiali con un valore di durezza Brinell inferiore a 650.
Per lo stesso blocco di test, quando le altre condizioni di test sono esattamente le stesse, i due risultati dei test sono diversi e il valore HBW è spesso maggiore del valore HBS e non esiste una regola quantitativa da seguire.
Dopo il 2003, il mio paese ha adottato standard internazionali, cancellato il penetratore a sfera in acciaio e adottato teste a sfera in metallo duro. Pertanto, HBS non viene più utilizzato e HBW viene utilizzato per rappresentare il simbolo della durezza Brinell. In molti casi, la durezza Brinell è rappresentata solo da HB, che si riferisce a HBW. Tuttavia, l’HBS è ancora presente negli articoli di letteratura.
Il metodo di misurazione della durezza Brinell è adatto per ghisa, leghe non ferrose, vari acciai ricotti e temperati. Non è adatto per misurare campioni o pezzi troppo duri, troppo piccoli, troppo sottili e che non consentono grandi rientranze sulla superficie. La durezza Rockwell utilizza un cono diamantato con un angolo al vertice di 120 gradi o una sfera in acciaio temprato da Ø1,588 mm e Ø3,176 mm come penetratore e carico. Il provino viene premuto nel provino sotto l'azione di un carico iniziale di 10 kgf e di un carico totale di 60, 100 o 150 kgf (ovvero carico iniziale più carico principale). Dopo l'applicazione del carico totale, la durezza è espressa dalla differenza tra la profondità di rientranza quando il carico principale viene rimosso ma il carico principale viene mantenuto e la profondità di rientranza sotto l'azione del carico iniziale. Il test di durezza Rockwell utilizza tre forze di prova e tre penetratori, che hanno un totale di 9 combinazioni, corrispondenti alle 9 scale di durezza Rockwell. L'applicazione di queste 9 scale copre quasi tutti i materiali metallici di uso comune. Quelli comunemente usati sono HRA, HRB e HRC, tra i quali HRC è il più utilizzato. L'intervallo di utilizzo della scala HRC è 20~70HRC. Quando il valore di durezza è inferiore a 20HRC, poiché la parte conica del penetratore viene premuta eccessivamente, la sensibilità diminuisce e al suo posto è necessario utilizzare la scala HRB; quando la durezza del campione è maggiore di 67HRC, la pressione sulla punta del penetratore è troppo grande, il diamante si danneggia facilmente e la durata del penetratore sarà notevolmente ridotta, quindi in genere dovrebbe essere utilizzata la scala HRA.
Il test di durezza Rockwell è semplice, rapido e presenta una piccola rientranza. Può testare la superficie dei prodotti finiti e dei pezzi più duri e sottili. A causa della piccola rientranza, il valore di durezza varia notevolmente per materiali con struttura e durezza non uniformi e la precisione non è elevata quanto la durezza Brinell. La durezza Rockwell viene utilizzata per misurare la durezza dell'acciaio, dei metalli non ferrosi, del carburo cementato, ecc.
Durezza Vickers Durezza Vickers Il principio di misurazione della durezza Vickers è simile alla durezza Brinell. Un penetratore di tetraedro regolare di diamante con un angolo relativo di 136 gradi viene utilizzato per premere sulla superficie del materiale con una forza di prova specifica F. La forza di prova viene rimossa dopo averla mantenuta per un tempo specificato. Il valore di durezza è espresso dalla pressione media per unità di superficie della rientranza regolare del tetraedro e il simbolo è HV. La durezza Vickers ha un ampio intervallo di misurazione e può misurare materiali con un intervallo di durezza compreso tra 10 e 1000 HV. Ha una piccola rientranza ed è generalmente utilizzato per misurare materiali più sottili e strati di indurimento superficiale come cementazione e nitrurazione.
Leeb Durezza utilizza una certa massa del corpo d'impatto dotato di una testa a sfera in carburo di tungsteno per colpire la superficie del pezzo di prova sotto una certa forza, e poi rimbalzare. A causa della diversa durezza dei materiali, anche la velocità di rimbalzo dopo l'impatto è diversa. Sul dispositivo d'urto è installato materiale magnetico permanente. Quando il corpo d'impatto si muove su e giù, la sua bobina periferica induce un segnale elettromagnetico proporzionale alla velocità, che viene poi convertito in un valore di durezza Leeb attraverso un circuito elettronico e il simbolo è contrassegnato come HL.
Il durometro Leeb non necessita di un banco di lavoro. Il suo sensore di durezza è piccolo come una penna e può essere azionato direttamente a mano. Può essere facilmente rilevato indipendentemente dal fatto che si tratti di un pezzo grande e pesante o di un pezzo con dimensioni geometriche complesse.
Un altro vantaggio della durezza Leeb è che provoca pochi danni alla superficie del prodotto e talvolta può essere utilizzata come prova non distruttiva; è unico nelle prove di durezza in tutte le direzioni, spazi ristretti e parti speciali.
