Quanto sabe sobre a dureza do material?

Para garantir o desempenho e a vida útil, o material do cortador, ferramentas de medição e moldes utilizados na fabricação mecânica deve ter dureza suficiente.Hoje, discutirei a dureza do material com você.Dureza é uma medida da capacidade do material de resistir à deformação local, especialmente deformação plástica, indentação ou arranhão. Geralmente, quanto maior a dureza do material, melhor sua resistência ao desgaste, como engrenagens e outras peças mecânicas que exigirão uma certa dureza para garantir resistência ao desgaste e vida útil suficientes.

Tipos de dureza

Como mostrado acima, costumava haver tantos tipos de dureza. Apresentarei a você o teste de dureza por indentação comum e prático em dureza de metais.

Definição de dureza

1. Dureza Brinell

O método de teste de dureza Brinell (símbolo HB), que se tornou uma especificação de dureza aceita, é um dos primeiros métodos a serem desenvolvidos e resumidos, e contribuiu para o surgimento de outros métodos de teste de dureza.

O princípio do teste de dureza Brinell é: o indentador (esfera de aço ou esfera de carbeto, diâmetro Dmm) aplica a força de teste F, após a amostra ser pressionada, a área de contato S(mm2) entre o indentador de esfera e a amostra é calculada no diâmetro côncavo d(mm) deixado pelo indentador, e o valor obtido pela força de teste é excluído. Quando o indentador é uma esfera de aço, o símbolo é HBS, e quando a esfera de carbeto cimentado é HBW. k é uma constante (1/g= 1/9.80665 = 0.102).

2. Dureza Vickers

A dureza Vickers (símbolo HV) é o método de teste mais amplamente utilizado que pode ser testado com qualquer força de teste, especialmente no campo de baixa dureza abaixo de 9.807N.

A dureza Vickers é o valor obtido dividindo a força de teste F(N) pela área de contato S(mm2) entre a placa padrão e o indentador, calculada com base no comprimento da diagonal d(mm, o comprimento médio em ambas as direções) da indentação formada na placa padrão pelo indentador (diamante cônico tetragonal, ângulo de superfície relativo =136°) na força de teste F(N). k é uma constante (1/g=1/9.80665)

3. Dureza Knoop

A dureza Knoop (símbolo HK), como mostrado na fórmula abaixo, é calculada dividindo a força de teste pela área de projeção da indentação A (mm2) com base no comprimento da diagonal mais longa d (mm) da indentação formada na chapa padrão na força de teste F pressionando o indentador de diamante longo com ângulos laterais relativos de 172°30' e 130°.

A dureza Knoop também pode ser medida substituindo o indentador Vickers de um microdurômetro por um indentador Knoop.

4. Dureza Rockwell

A dureza Rockwell (símbolo HR) ou dureza superficial Rockwell é medida aplicando uma força de pré-carga à chapa padrão usando um indentador de diamante (ângulo da ponta do cone: 120°, raio da ponta: 0.2mm) ou um indentador esférico (esfera de aço ou esfera de carbeto), em seguida, aplicando uma força de teste e restaurando a força de pré-carga.

Este valor de dureza é derivado da fórmula de dureza, que é expresso como a diferença entre a profundidade de indentação h(µm) entre a força de pré-carga e a força de teste. O teste de dureza Rockwell usa uma força de pré-carga de 98.07N, e o teste de dureza superficial Rockwell usa uma força de pré-carga de 29.42N. O símbolo específico fornecido em combinação com o tipo de indentador, força de teste e fórmula de dureza é chamado de escala. As Normas Industriais Japonesas (JIS) definem várias escalas de dureza relacionadas.

HR(Indentador de diamante, dureza Rockwell)=100-h/0.002 h:mm

HR(Indentador de esfera, dureza Rockwell)=130-h/0.002 h:mm

HR(Indentador de diamante/esfera, dureza superficial Rockwell)=100-h/0.001 h:mm

Máquinas de teste de dureza

são amplamente utilizadas porque são simples e rápidas de operar e podem ser testadas diretamente na superfície de matérias-primas ou peças.

Guia de Seleção de DurezaGuia de seleção de métodos de teste de dureza para sua referência:

Material

Micro dureza Vickers

Com base no fato de que objetos com a mesma dureza têm resistência igual aos dois tipos de indentadores Knoop Vickers, o estresse dos dois tipos de indentadores Vickers Knoop sob carga é deduzido respectivamente, e então de acordo com σHK=σHV, HV=0.968HK é obtido. Esta fórmula é medida sob baixa carga, e o erro é relativamente grande. Além disso, quando o valor de dureza é maior que HV900, o erro desta fórmula é muito grande, e o valor de referência é perdido.

• Após derivação e correção, a fórmula de conversão de dureza Knoop e dureza Vickers é proposta.

• Verificado por dados reais, o erro relativo máximo de conversão da fórmula é de 0,75%, o que tem alto valor de referência.
• Conversão de Rockwell para Vickers

Para Hans· A fórmula de conversão de Qvarnstorm proposta por Qvarnstorm é modificada para obter a fórmula de conversão de dureza Rockwell para dureza Vickers:

• Esta fórmula é convertida com os dados padrão de dureza de metais ferrosos publicados na China, e seu erro HRC está basicamente na faixa de ±0.4HRC, seu erro máximo é de apenas 0.9HRC, e o erro máximo calculado de HV é de ±15HV.

• De acordo com o estresse σHRC=σHV de diferentes indentadores, a fórmula é obtida analisando a curva de relação entre a profundidade de indentação de dureza Rockwell e dureza Vickers.

Esta fórmula é comparada com o valor de conversão experimental do padrão nacional, e o erro entre o resultado do cálculo da fórmula de conversão e o valor experimental padrão é ±0.1HRC.

• De acordo com os dados experimentais reais, a conversão de dureza Rockwell para dureza Vickers é discutida por regressão linear, e a fórmula é obtida:

Esta fórmula tem uma pequena faixa de uso e um grande erro, mas é fácil de calcular e pode ser usada quando a precisão não é alta.

• Conversão de Rockwell para dureza Brinell

A relação entre a indentação Brinell e a profundidade de indentação Rockwell foi analisada, e a fórmula de conversão foi obtida de acordo com o estresse σHRC=σHB do indentador.

• O erro entre os resultados calculados e os valores experimentais padrão é ±0.1HRC.

• De acordo com os dados experimentais reais, a fórmula foi obtida pelo método de regressão linear.

O erro da fórmula é grande, e a faixa de uso é pequena, mas o cálculo é simples, e pode ser usado quando a precisão não é alta.

• Conversão de Brinell para Vickers

A relação entre a dureza Brinell e a dureza Vickers também é baseada em σHB=σHV.

• O resultado da conversão desta fórmula é comparado com o valor de conversão do padrão nacional, e o erro de conversão é ±2HV.

Conversão de Knoop para Rockwell

Como as curvas correspondentes de Knoop e Rockwell são semelhantes a parábolas, a fórmula de conversão aproximada é derivada das curvas.

• Esta fórmula é precisa e pode ser usada como referência.