Պողպատի կարծրության երեք չափանիշներ

Մետաղական նյութի՝ մակերեսի վրա կարծր առարկաների կողմից ներթափանցմանը դիմադրելու ունակությունը կոչվում է կարծրություն: Տարբեր փորձարկման մեթոդների և կիրառման շրջանակների համաձայն՝ կարծրությունը կարելի է բաժանել Բրինելի կարծրության, Ռոքվելի կարծրության, Վիկերսի կարծրության, Շորի կարծրության, միկրոկարծրության և բարձր ջերմաստիճանային կարծրության: Խողովակների համար կան երեք լայնորեն օգտագործվող կարծրություններ՝ Բրինելի, Ռոքվելի և Վիկերսի կարծրություն:

Ա. Բրինելի կարծրություն (HB)

Օգտագործեք որոշակի տրամագծով պողպատե կամ կարբիդային գունդ՝ նմուշի մակերեսին նշված փորձարկման ուժով (F) սեղմելու համար: Նշված պահման ժամանակից հետո հեռացրեք փորձարկման ուժը և չափեք նմուշի մակերեսի վրա փորվածքի տրամագիծը (L): Բրինելի կարծրության արժեքը փորձարկման ուժը փորվածքի գնդի մակերեսի մակերեսին բաժանելու արդյունքում ստացված քանորդն է: Արտահայտված HBS-ով (պողպատե գնդիկ), միավորը N/mm2 (MPa) է:

Հաշվարկի բանաձևը հետևյալն է.
Բանաձևում՝ F – մետաղական նմուշի մակերեսին սեղմված փորձարկման ուժը, N;
D – Փորձարկման համար նախատեսված պողպատե գնդակի տրամագիծը, մմ;
d – ներփոսման միջին տրամագիծը, մմ։
Բրինելի կարծրության չափումն ավելի ճշգրիտ և հուսալի է, բայց ընդհանուր առմամբ HBS-ը հարմար է միայն 450 Ն/մմ2 (ՄՊա)-ից ցածր մետաղական նյութերի համար և հարմար չէ ավելի կոշտ պողպատի կամ ավելի բարակ թիթեղների համար: Պողպատե խողովակների ստանդարտների շարքում Բրինելի կարծրությունն ամենատարածվածն է: Նյութի կարծրությունը արտահայտելու համար հաճախ օգտագործվում է խորացման տրամագիծը՝ d, ինչը և՛ ինտուիտիվ է, և՛ հարմար:
Օրինակ՝ 120HBS10/1000130։ Սա նշանակում է, որ Բրինելի կարծրության արժեքը, որը չափվել է 10 մմ տրամագծով պողպատե գնդիկ օգտագործելով 1000 կգֆ (9.807 կՆ) փորձարկման ուժի տակ 30 վայրկյան (վայրկյան) ընթացքում, կազմում է 120 Ն/մմ2 (ՄՊա)։

Բ. Ռոքվելի կարծրություն (HR)

Ռոքվելի կարծրության թեստը, ինչպես Բրինելի կարծրության թեստը, ներփակման փորձարկման մեթոդ է: Տարբերությունն այն է, որ այն չափում է ներփակման խորությունը: Այսինքն՝ սկզբնական փորձարկման ուժի (Fo) և ընդհանուր փորձարկման ուժի (F) հաջորդական ազդեցության տակ ներփակիչը (պողպատե աղացքի կոնը կամ պողպատե գունդը) սեղմվում է նմուշի մակերեսին: Նշված պահման ժամանակից հետո հիմնական ուժը վերանում է: Փորձարկման ուժը կիրառելիս օգտագործեք չափված մնացորդային ներփակման խորության աճը (e)՝ կարծրության արժեքը հաշվարկելու համար: Դրա արժեքը անանուն թիվ է, որը ներկայացված է HR սիմվոլով, և օգտագործվող սանդղակները ներառում են 9 սանդղակ, ներառյալ A, B, C, D, E, F, G, H և K: Դրանց թվում պողպատի կարծրության փորձարկման համար սովորաբար օգտագործվող սանդղակներն են՝ A, B և C, մասնավորապես՝ HRA, HRB և HRC:

Հաստության արժեքը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.
A և C սանդղակներով փորձարկման ժամանակ, HR=100-e
B սանդղակով փորձարկման ժամանակ, HR=130-e
Բանաձևում e-ն՝ մնացորդային խորության աճը, արտահայտվում է 0.002 մմ նշված միավորով, այսինքն՝ երբ խորացնողի առանցքային տեղաշարժը մեկ միավոր է (0.002 մմ), դա համարժեք է Ռոքվելի կարծրության մեկ թվով փոփոխությանը: Որքան մեծ է e արժեքը, այնքան ցածր է մետաղի կարծրությունը, և հակառակը:
Վերոնշյալ երեք սանդղակների կիրառելի շրջանակը հետևյալն է.
HRA (ադամանդե կոնաձև ներածիչ) 20-88
HRC (ադամանդե կոնաձև ներածիչ) 20-70
HRB (1.588 մմ տրամագծով պողպատե գնդիկավոր ատամիկ) 20-100
Ռոքվելի կարծրության չափումը ներկայումս լայնորեն կիրառվող մեթոդ է, որոնցից HRC-ն օգտագործվում է պողպատե խողովակների ստանդարտներում՝ զիջելով միայն Բրինելի HB կարծրությանը։ Ռոքվելի կարծրությունը կարող է օգտագործվել մետաղական նյութերը չափելու համար՝ չափազանց փափուկից մինչև չափազանց կարծր։ Այն լրացնում է Բրինելի մեթոդի թերությունները։ Այն ավելի պարզ է, քան Բրինելի մեթոդը, և կարծրության արժեքը կարելի է կարդալ անմիջապես կարծրության սարքի թվատախտակից։ Սակայն, իր փոքր խորացման պատճառով, կարծրության արժեքը այնքան ճշգրիտ չէ, որքան Բրինելի մեթոդը։

Գ. Վիկերսի կարծրություն (HV)

Վիկերսի կարծրության թեստը նույնպես ներփակման փորձարկման մեթոդ է: Այն ընտրված փորձարկման ուժով (F) սեղմում է քառակուսի բուրգաձև ադամանդե ներփակիչ՝ հակառակ մակերեսների միջև 1360 աստիճան ներառված անկյունով, փորձարկման մակերեսին և հեռացնում է այն նշված պահման ժամանակից հետո: Ուժով չափեք ներփակման երկու անկյունների երկարությունը:

Վիկերսի կարծրության արժեքը փորձարկման ուժի և ինդենտային մակերեսի քանորդն է։ Դրա հաշվարկման բանաձևը հետևյալն է.
Բանաձևում՝ HV–Վիկերսի կարծրության նշան, N/mm2 (MPa);
F–փորձարկման ուժ, N;
d – խորացման երկու անկյունագծերի թվաբանական միջինը, մմ։
Վիկերսի կարծրության համար օգտագործվող փորձարկման ուժը՝ F-ը, կազմում է 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) կգ/ֆ (Ն) և այլ վեց մակարդակներ։ Կարծրության արժեքը կարող է չափվել 5~1000HV միջակայքում։
Արտահայտման մեթոդի օրինակ՝ 640HV30/20 նշանակում է, որ Վիկերսի կարծրության արժեքը, որը չափվել է 30Hgf (294.2N) փորձարկման ուժով 20S (վայրկյան) ընթացքում, կազմում է 640N/mm2 (MPa):
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 այն այնքան պարզ չէ, որքան Ռոքվելի մեթոդը: Վիկերսի մեթոդը հազվադեպ է օգտագործվում պողպատե խողովակների ստանդարտներում: