Պողպատի կարծրության երեք ստանդարտ

Մետաղական նյութի՝ կոշտ առարկաների կողմից մակերևույթի ներթափանցմանը դիմակայելու ունակությունը կոչվում է կարծրություն: Ըստ փորձարկման տարբեր մեթոդների և կիրառման շրջանակի, կարծրությունը կարելի է բաժանել Բրինելի կարծրության, Ռոքվելի կարծրության, Վիկերսի կարծրության, Շորային կարծրության, միկրոկարծրության և բարձր ջերմաստիճանի կարծրության: Խողովակների համար սովորաբար օգտագործվում են երեք կարծրություն՝ Brinell, Rockwell և Vickers կարծրություն:

Ա. Բրինելի կարծրություն (HB)

Օգտագործեք որոշակի տրամագծով պողպատե գնդիկ կամ կարբիդային գնդիկ, որպեսզի սեղմեք նմուշի մակերեսը նշված փորձարկման ուժով (F): Նշված պահման ժամանակից հետո հանեք փորձարկման ուժը և չափեք նմուշի մակերևույթի վրա ձգվող տրամագիծը (L): Բրինելի կարծրության արժեքն այն գործակիցն է, որը ստացվում է փորձարկման ուժը բաժանելով ներծծված գնդի մակերեսի վրա: Արտահայտված HBS-ով (պողպատե գնդակ) միավորը N/mm2 է (MPa):

Հաշվարկի բանաձևը հետևյալն է.
Բանաձևում. F – փորձարկման ուժը, որը սեղմված է մետաղի նմուշի մակերեսին, N;
D– Փորձարկման համար պողպատե գնդակի տրամագիծը, մմ;
դ–խորշի միջին տրամագիծը, մմ։
Brinell-ի կարծրության չափումն ավելի ճշգրիտ և հուսալի է, բայց ընդհանուր առմամբ HBS-ը հարմար է միայն 450Ն/մմ2 (ՄՊա) ցածր մետաղական նյութերի համար և հարմար չէ ավելի կոշտ պողպատի կամ ավելի բարակ թիթեղների համար: Պողպատե խողովակների ստանդարտներից առավել լայնորեն կիրառվում է Բրինելի կարծրությունը: Նեղման տրամագիծը d հաճախ օգտագործվում է նյութի կարծրությունն արտահայտելու համար, որը և՛ ինտուիտիվ է, և՛ հարմար:
Օրինակ՝ 120HBS10/1000130. Դա նշանակում է, որ Բրինելի կարծրության արժեքը, որը չափվում է 10 մմ տրամագծով պողպատե գնդիկի օգտագործմամբ՝ 1000 կգֆ (9,807 ԿՆ) փորձարկման ուժի տակ 30 վրկ (վայրկյան) համար 120 Ն/մմ2 (ՄՊա):

B. Rockwell կարծրություն (HR)

Ռոքվելի կարծրության թեստը, ինչպես Բրինելի կարծրության թեստը, նահանջային փորձարկման մեթոդ է: Տարբերությունն այն է, որ այն չափում է խորության խորությունը: Այսինքն, փորձարկման սկզբնական ուժի (Fo) և ընդհանուր փորձարկման ուժի (F) հաջորդական գործողության ներքո ներդիրը (պողպատե գործարանի կոն կամ պողպատե գնդիկը) սեղմվում է նմուշի մակերեսին: Նշված պահման ժամանակից հետո հիմնական ուժը հանվում է։ Փորձարկման ուժ, օգտագործեք չափված մնացորդային խորության ավելացումը (e)՝ կարծրության արժեքը հաշվարկելու համար: Դրա արժեքը անանուն թիվ է, որը ներկայացված է HR խորհրդանիշով, և օգտագործված կշեռքները ներառում են 9 սանդղակներ, այդ թվում՝ A, B, C, D, E, F, G, H և K: Դրանց թվում սովորաբար օգտագործվող կշեռքները պողպատի կարծրության փորձարկման համար սովորաբար A, B և C են, մասնավորապես՝ HRA, HRB և HRC:

Կոշտության արժեքը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.
A և C սանդղակներով փորձարկելիս HR=100-e
B սանդղակով փորձարկելիս HR=130-e
Բանաձևում e – խորության մնացորդային աճը արտահայտվում է նշված միավորով 0,002 մմ, այսինքն, երբ ներդիրի առանցքային տեղաշարժը մեկ միավոր է (0,002 մմ), դա համարժեք է Ռոքվելի կարծրության փոփոխությանը մեկ թվով: Որքան մեծ է e արժեքը, այնքան ցածր է մետաղի կարծրությունը և հակառակը։
Վերոհիշյալ երեք սանդղակների կիրառելի շրջանակը հետևյալն է.
HRA (ադամանդի կոնի միջանցք) 20-88
HRC (ադամանդի կոնի միջանցք) 20-70
HRB (տրամագիծը 1,588 մմ պողպատե գնդիկավոր միջանցք) 20-100
Ռոքվելի կարծրության փորձարկումը ներկայումս լայնորեն կիրառվող մեթոդ է, որի թվում HRC-ն օգտագործվում է պողպատե խողովակների ստանդարտներում զիջելով միայն Brinell կարծրության HB-ին: Rockwell կարծրությունը կարող է օգտագործվել չափելու մետաղական նյութերը չափազանց փափուկից մինչև չափազանց կոշտ: Այն լրացնում է Բրինելի մեթոդի թերությունները: Այն ավելի պարզ է, քան Բրինելի մեթոդը, և կարծրության արժեքը կարելի է կարդալ անմիջապես կարծրության մեքենայի հավաքատեղից: Այնուամենայնիվ, իր փոքր անկման պատճառով կարծրության արժեքը այնքան ճշգրիտ չէ, որքան Բրինելի մեթոդը:

C. Vickers կարծրություն (HV)

Վիկերսի կարծրության թեստը նաև ներծծման փորձարկման մեթոդ է: Այն սեղմում է քառակուսի բրգաձև ադամանդի ներդիրը՝ հակադիր մակերևույթների միջև ընդգրկված 1360 անկյան տակ, փորձարկման մակերևույթի մեջ ընտրված փորձարկման ուժով (F) և հեռացնում է այն սահմանված պահման ժամանակից հետո: Ստիպեք, չափեք ներքևի երկու անկյունագծերի երկարությունը:

Վիկերսի կարծրության արժեքը փորձարկման ուժի գործակիցն է, որը բաժանվում է ներթափանցման մակերեսի վրա: Դրա հաշվարկման բանաձևը հետևյալն է.
Բանաձևում՝ HV–Vickers կարծրության նշան, N/mm2 (MPa);
F–փորձարկման ուժ, N;
d–նահանքի երկու անկյունագծերի միջին թվաբանականը, մմ։
Վիկերսի կարծրության մեջ օգտագործվող F փորձարկման ուժը 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) կգ է (N) և այլ վեց մակարդակ: Կարծրության արժեքը կարելի է չափել Միջակայքը 5~1000HV է:
Արտահայտման մեթոդի օրինակ. 640HV30/20 նշանակում է, որ Vickers-ի կարծրության արժեքը, որը չափվում է 30Hgf (294.2N) փորձնական ուժով 20S (վայրկյան) համար 640N/mm2 (ՄՊա):
Վիկերսի կարծրության մեթոդը կարող է օգտագործվել շատ բարակ մետաղական նյութերի և մակերեսային շերտերի կարծրությունը որոշելու համար: Այն ունի Բրինելի և Ռոքվելի մեթոդների հիմնական առավելությունները և հաղթահարում է դրանց հիմնական թերությունները, բայց այնքան էլ պարզ չէ, որքան Ռոքվելի մեթոդը։ Vickers մեթոդը հազվադեպ է օգտագործվում պողպատե խողովակների ստանդարտներում: