Gli strumenti, gli strumenti di misurazione, gli stampi, ecc. utilizzati nella produzione meccanica dovrebbero avere una durezza sufficiente per garantire prestazioni e durata. Oggi la redazione vi parlerà di argomenti legati alla "durezza". La durezza è una misura della capacità del materiale di resistere alla deformazione locale, in particolare alla deformazione plastica, alle rientranze o ai graffi. In generale, più il materiale è duro, migliore è la sua resistenza all'usura. Ad esempio, le parti meccaniche come gli ingranaggi richiedono una certa durezza per garantire una resistenza all'usura e una durata sufficienti. Tipi di durezza Tipi di durezza/Fare clic per visualizzare un'immagine ingrandita Come mostrato nella figura sopra, ci sono tanti tipi di durezza... Oggi vi presenterò il comune e pratico test di durezza dell'indentazione nella durezza dei metalli. Definizione di durezza 1. Durezza Brinell/Durezza Brinell Il metodo di prova della durezza Brinell (simbolo HB) è il primo metodo sviluppato e riassunto tra le specifiche riconosciute di durezza, che ha contribuito alla nascita di altri metodi di prova della durezza. Il principio del test di durezza Brinell è il seguente: il penetratore (sfera in acciaio o in carburo, diametro Dmm) applica una forza di prova F e, dopo aver premuto il campione, viene calcolata l'area di contatto S (mm2) tra il penetratore a sfera e il campione dal diametro d (mm) della porzione concava lasciata dal penetratore, e il valore si ottiene dividendo la forza di prova. Il simbolo è HBS quando il penetratore è una sfera di acciaio e HBW quando il penetratore è una sfera di carburo. k è una costante (1/g= 1/9.80665=0.102). 2. Durezza Vickers La durezza Vickers (simbolo HV) è il metodo di prova con il più ampio campo di applicazione che può essere testato con qualsiasi forza di prova, soprattutto nel campo della microdurezza inferiore a 9,807 N. La durezza Vickers è il valore ottenuto dividendo la forza di prova F (N) per l'area di contatto S (mm2) tra la lamiera standard e il penetratore, che si calcola in base alla lunghezza della diagonale d (mm, media delle lunghezze in due direzioni) dell'impronta formata sul foglio standard dal penetratore (diamante piramidale quadrato, angolo della faccia relativa=136˚) sotto la forza di prova F (N). k è una costante (1/g=1/9,80665). 3. Durezza Knoop La durezza Knoop (simbolo HK) è il valore calcolato dividendo la forza di prova per l'area di proiezione della rientranza A (mm2) come mostrato nella formula seguente, che viene calcolata in base alla lunghezza diagonale maggiore d (mm) del rientranza formata sul foglio standard premendo un penetratore a rombo di diamante (angoli laterali relativi di 172˚30' e 130˚) sotto la forza di prova F. Knoop la durezza può essere misurata anche sostituendo il penetratore Vickers del microdurometro con il penetratore Knoop.
4. Rockwell e durezza superficiale Rockwell Durezza Rockwell Prima di misurare la durezza Rockwell (simbolo HR) o la durezza superficiale Rockwell, è necessario utilizzare un penetratore di diamante (angolo del cono della punta: 120˚, raggio della punta: {{15} },2 mm) o un penetratore sferico (sfera in acciaio o in carburo) per applicare una forza di precarico alla lamiera standard, quindi applicare la forza di prova e ripristinare la forza di precarico. Il valore della durezza deriva dalla formula della durezza, che è espressa come differenza nella profondità di penetrazione h (μm) tra la forza di precarico e la forza di prova. Il test di durezza Rockwell utilizza una forza di precarico di 98,07 N, mentre il test di durezza superficiale Rockwell utilizza una forza di precarico di 29,42 N. Il simbolo specifico fornito insieme al tipo di penetratore, alla forza di prova e alla formula di durezza è chiamato scala. Lo standard industriale giapponese (JIS) definisce varie scale di durezza correlate. Il durometro è relativamente semplice e veloce da usare e può essere testato direttamente sulla materia prima o sulla superficie del pezzo, quindi è ampiamente utilizzato. Una guida per la selezione dei metodi di prova della durezza come riferimento: Guida alla selezione della durezza Conversione della selezione della durezza 1. Conversione tra durezza Knoop e durezza Vickers (1) Basato sul presupposto che oggetti con la stessa durezza abbiano uguale resistenza ai penetratori Knoop e Vickers, il vengono dedotte le sollecitazioni dei penetratori Vickers e Knoop sotto carico e quindi, in base a σHK=σHV, si conclude che: HV=0.968HK. Questa formula viene misurata a basso carico e presenta un errore relativamente ampio. Inoltre, quando il valore di durezza è superiore a HV900, l'errore di questa formula è molto grande e perde il suo valore di riferimento. (2) Dopo la derivazione e la correzione, viene proposta la formula di conversione tra la durezza Knoop e la durezza Vickers. Dopo la verifica mediante dati effettivi, l'errore di conversione relativo massimo di questa formula è dello 0,75%, che ha un valore di riferimento elevato.
2. Conversione tra durezza Rockwell e durezza Vickers
(1) Dopo aver modificato la formula di conversione Qvarnstorm proposta da Hans Qvarnstorm, si ottiene la formula di conversione tra durezza Rockwell e durezza Vickers: Questa formula utilizza per la conversione i dati standard di durezza dei metalli ferrosi pubblicati nel mio paese. Il suo errore HRC è sostanzialmente compreso nell'intervallo di ±0.4HRC e il suo errore massimo è solo ±0.9HRC. L'errore HV massimo è ±15HV. (2) In base alla sollecitazione σHRC=σHV di diversi penetratori, la formula si ottiene analizzando la curva di relazione tra la durezza Rockwell e la profondità di penetrazione della durezza Vickers. Questa formula viene confrontata con il valore di conversione sperimentale standard nazionale. L'errore tra il risultato della conversione e il valore sperimentale standard è ±0.1HRC. (3) Sulla base dei dati sperimentali effettivi, la conversione tra durezza Rockwell e durezza Vickers viene discussa utilizzando il metodo di regressione lineare e si ottiene la formula: Questa formula ha un campo di applicazione piccolo e un errore ampio, ma è semplice da calcolare e può essere utilizzato quando i requisiti di precisione non sono elevati. 3. Conversione tra durezza Rockwell e durezza Brinell (1) Analizzare la relazione tra la profondità dell'indentazione Brinell e l'indentazione Rockwell e ottenere la formula di conversione basata sullo stress del penetratore σHRC=σHB. I risultati del calcolo vengono confrontati con il valore sperimentale standard nazionale. L'errore tra il risultato del calcolo della formula di conversione e il valore sperimentale standard è ±0.1HRC. (2) La formula è ottenuta mediante il metodo di regressione lineare basato su dati sperimentali effettivi. L'errore della formula è ampio e il campo di applicazione è ridotto, ma il calcolo è semplice e può essere utilizzato quando i requisiti di precisione non sono elevati. 4. Conversione tra durezza Brinell e durezza Vickers Anche la relazione tra durezza Brinell e durezza Vickers si ottiene secondo σHB=σHV. Il risultato della conversione di questa formula viene confrontato con il valore di conversione standard nazionale e l'errore di conversione è ±2HV. 5. Conversione tra durezza Knoop e durezza Rockwell Poiché le curve corrispondenti della durezza Knoop e della durezza Rockwell sono simili alle parabole, la formula di conversione approssimativa ottenuta dalla curva è relativamente accurata e può essere utilizzata come riferimento.
