Σύγκριση σκληρότητας και σχέση με την αντοχή στην έλξη

Η σκληρότητα είναι μέτρο αντοχής ενός υλικού σε τοπική παραμόρφωση, ιδιαίτερα πλαστική παραμόρφωση, έλξη ή γρατζουνιά, και είναι ένας δείκτης της μαλακότητας ή σκληρότητας του υλικού.Οι μέθοδοι μέτρησης της σκληρότητας περιλαμβάνουν κυρίως την ενσωμάτωσηΜεταξύ αυτών, η HRC, η HV και η HB είναι τρεις κοινώς χρησιμοποιούμενοι δείκτες σκληρότητας, που αντιπροσωπεύουν αντίστοιχα τη σκληρότητα Rockwell στην κλίμακα C, τη σκληρότητα Vickers και τη σκληρότητα Brinell.Εδώ είναι μια εισαγωγή σε αυτά τα τρία είδη σκληρότητας, τα σενάρια εφαρμογής τους και τη σχέση τους με την αντοχή στη τράβηξη:

1.HRC ((Σκάλα σκληρότητας Rockwell C)

• Ορισμός:Στην δοκιμή σκληρότητας Rockwell, χρησιμοποιείται μια ρύθμιση με διαμαντένιο κώνο για τη μέτρηση του βάθους της πλαστικής παραμόρφωσης της ρύθμισης για τον προσδιορισμό της τιμής σκληρότητας.

• Σενάριο εφαρμογής:Χρησιμοποιείται κυρίως για τη μέτρηση σκληρότερων υλικών,όπως θερμικά επεξεργασμένο χάλυβα,χάλυβα ρουλεμάντων,χάλυβα εργαλείων κλπ.

• Σχέση με την αντοχή στη σύσφιξη: Όταν η σκληρότητα του χάλυβα είναι κάτω από 500HB, η αντοχή στη σύσφιξη είναι ευθέως ανάλογη με την σκληρότητα, δηλαδή, [text{Tensile Strength(kg/mm2)}=3.2timestext{HRC}.

2.HV ((Vickers σκληρότητα)

• Ορισμός:Η σκληρότητα Vickers χρησιμοποιεί μια διαμαντένια τετραγωνική πυραμίδα με σχετική γωνία επιφάνειας 136°, πιέζοντας στην επιφάνεια του υλικού με μια καθορισμένη δύναμη δοκιμής,και η τιμή σκληρότητας αντιπροσωπεύεται από τη μέση πίεση στην μονάδα επιφάνειας της διαχωρισμένης τετραγωνικής πυραμίδας.

• Σενάριο εφαρμογής:Είναι κατάλληλο για τη μέτρηση διαφόρων υλικών, ειδικά λεπτότερων υλικών και στρωμάτων σκληρύνωσης επιφάνειας, όπως τα καρβουρισμένα και νιτρικά στρώματα.

• Σχέση με την αντοχή στη σύσφιξη:Υπάρχει μια ορισμένη αντίστοιχη σχέση μεταξύ της τιμής σκληρότητας και της αντοχής στη σύσφιξη, αλλά αυτή η σχέση δεν ισχύει σε όλα τα σενάρια,ειδικά υπό διαφορετικές συνθήκες θερμικής επεξεργασίας.

3.HB ((Σκληρότητα Μπρίνελ)

• Ορισμός:Η σκληρότητα Brinell χρησιμοποιεί μια σκληροποιημένη σφαίρα χάλυβα ή σφαίρα καρβιδίου βολφραμίου συγκεκριμένης διαμέτρου για να πιέσει στην επιφάνεια του μετάλλου που πρέπει να δοκιμαστεί με ένα συγκεκριμένο φορτίο δοκιμής,μετρώντας τη διάμετρο της εσοχής στην επιφάνεια, και υπολογίζοντας την αναλογία της σφαιρικής επιφάνειας της εσοχής προς το φορτίο.

• Σενάριο εφαρμογής:Συνήθως χρησιμοποιείται όταν το υλικό είναι πιο μαλακό,όπως τα μη σιδηρούχα μέταλλα,ο χάλυβας πριν από τη θερμική επεξεργασία ή ο χάλυβας μετά την αναψία.

• Σχέση με την αντοχή στη σύσφιξη:Όταν η σκληρότητα του χάλυβα είναι κάτω από 500HB, η αντοχή στη σύσφιξη είναι ευθέως ανάλογη με την σκληρότητα,δηλ.[text{Tensile Strength(kg/mm2)}=frac{1}{3}timestext{HB}].

Σχέση μεταξύ σκληρότητας και αντοχής στη σύσφιξη
Υπάρχει κατά προσέγγιση αντίστοιχη σχέση μεταξύ των τιμών σκληρότητας και των τιμών αντοχής σε έλξη.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η τιμή σκληρότητας καθορίζεται από την αρχική αντοχή στην πλαστική παραμόρφωση και τη συνεχή αντοχή στην πλαστική παραμόρφωσηΌσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή του υλικού, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή στην πλαστική παραμόρφωση και τόσο μεγαλύτερη η τιμή σκληρότητας.ειδικά στην κατάσταση θέρμανσης χαμηλής θερμοκρασίας, όπου η κατανομή των τιμών αντοχής σε έλξη είναι πολύ διασκορπισμένη, καθιστώντας δύσκολο τον ακριβή προσδιορισμό.

Συνοπτικά, οι μέθοδοι HRC, HV και HB είναι τρεις κοινώς χρησιμοποιούμενες μέθοδοι μέτρησης της σκληρότητας υλικών, η καθεμία από τις οποίες εφαρμόζεται σε διαφορετικά υλικά και σενάρια.και έχουν μια ορισμένη σχέση με την αντοχή στη σύσφιξη του υλικούΣε πρακτικές εφαρμογές, η κατάλληλη μέθοδος δοκιμής σκληρότητας πρέπει να επιλέγεται με βάση τα χαρακτηριστικά του υλικού και τις απαιτήσεις δοκιμής.