คุณรู้อะไรเกี่ยวกับความแข็งแรงของวัสดุ?

เพื่อให้มั่นใจในผลงานและอายุการใช้งานเครื่องมือและหม้อที่ใช้ในการผลิตเครื่องกล ควรมีความแข็งแรงเพียงพอ

วันนี้ผมจะพูดถึงความแข็งแรงของวัสดุกับคุณ

ความแข็งแกร่งคือวัดความสามารถของวัสดุที่จะทนต่อการปรับปรุงในท้องถิ่น โดยเฉพาะการปรับปรุงพลาสติก การเจาะหรือรอยขีดข่วนความทนทานต่อการสกัดที่ดีขึ้นเช่น เครื่องยนต์และชิ้นส่วนเครื่องจักรกลอื่น ๆ จะต้องมีความแข็งแรงอย่างหนึ่ง เพื่อให้มีความทนทานต่อการสวมใส่และอายุการใช้งานที่เพียงพอ

ประเภทความแข็ง

อย่างที่แสดงไว้ข้างบน มีหลายประเภทของความแข็งแรง. ผมจะแนะนําคุณกับการทดสอบความแข็งแรงที่ใช้ได้ทั่วไปและเชิงปฏิบัติการในความแข็งแรงของโลหะ

การกําหนดความแข็ง

1ความแข็งของบรีเนล

วิธีการทดสอบความแข็งแรงของบรีเนล (สัญลักษณ์ HB) ซึ่งกลายเป็นรายละเอียดความแข็งแรงที่ยอมรับ เป็นหนึ่งในวิธีการแรกที่จะพัฒนาและสรุปและมันได้ส่งผลให้เกิดวิธีการทดสอบความแข็งแรงอื่น ๆ.

หลักการของการทดสอบความแข็งของบรีเนลล์คือ: เครื่องบด (ลูกเหล็กหรือลูกคาร์บิด, กว้าง Dmm) ใช้แรงทดสอบ F หลังจากที่ตัวอย่างถูกกดพื้นที่สัมผัส S ((mm2) ระหว่างตัวเข้าลูกกลมและตัวอย่างถูกคํานวณในกว้างขวางกว้าง d ((mm) ที่เหลือจากตัวเข้า, และค่าที่ได้รับจากการทดสอบแรงถูกยกเว้น เมื่อ indenter เป็นลูกเหล็ก สัญลักษณ์คือ HBS, และเมื่อลูกคาร์บิดซีเมนต์คือ HBW. k เป็นคงที่ (1/g = 1/9.80665 = 0.102).

2ความแข็งแรงของวิคเกอร์

ความแข็งแรงของ Vickers (สัญลักษณ์ HV) คือวิธีการทดสอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดที่สามารถทดสอบได้ด้วยแรงทดสอบใด ๆ, โดยเฉพาะในสาขาความแข็งแรงเล็กต่ํากว่า 9.807N.

ความแข็งแรงของ Vickers คือค่าที่ได้รับจากการหารแรงทดสอบ F ((N) โดยพื้นที่สัมผัส S ((mm2) ระหว่างแผ่นมาตรฐานและ indenter, คํานวณจากความยาวเส้นฉาก d ((mm)ความยาวเฉลี่ยในทั้งสองทิศทาง) ของการบดที่สร้างขึ้นบนแผ่นมาตรฐานโดย indenter (เพชรโคลนเหลี่ยม, มุมพื้นที่สัมพันธ์ = 136 ̊) ณ กองกําลังการทดสอบ F (((N) k เป็นคงที่ (1/g=1/9.80665)

3ความแข็งแรงของกระดูก

ความแข็งของ Knoop (สัญลักษณ์ HK) ตามสูตรต่อไปนี้ is calculated by dividing the test force by the indentation projection area A (mm2) based on the longer diagonal length d (mm) of the indentation formed on the standard sheet at the test force F by pressing the long diamond indenter with relative side angles of 172˚30' and 130˚.

ความแข็งแรงของ Knoop ยังสามารถวัดได้ด้วยการเปลี่ยน Vickers indenter ของเครื่องทดสอบความแข็งแรงขนาดเล็กด้วย Knoop indenter

4ความแข็งของร็อคเวลล์

ความแข็งแรงของร็อคเวลล์ (สัญลักษณ์ HR) หรือความแข็งแรงของพื้นผิวร็อคเวลล์จะวัดโดยการใช้แรงลดก่อนบนแผ่นมาตรฐาน โดยใช้เครื่องบดเพชร2 มม) หรือเครื่องบดกลม (กลมเหล็กหรือกลมคาร์บิด), จากนั้นใช้แรงทดสอบและฟื้นฟูแรงลดก่อน

ค่าความแข็งแรงนี้มาจากสูตรความแข็งแรง ซึ่งแสดงออกเป็นความแตกต่างระหว่างความลึก h (((μm) ระหว่างแรงที่ใส่ก่อนและแรงทดสอบการทดสอบความแข็งของร็อกเวลล์ ใช้แรงการชักก่อน 98.07N และการทดสอบความแข็งผิวของร็อกเวลล์ใช้แรงก่อนการบรรทุก 29.42N สัญลักษณ์เฉพาะที่ให้พร้อมกับประเภท indenter, แรงทดสอบ, และสูตรความแข็งเรียกว่าขนาดมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น (JIS) กําหนดระดับความแข็งที่เกี่ยวข้องต่าง ๆ.

HR ((อ่อนเพชร, ความแข็งของร็อกเวลล์) = 100-h/0.002 h: mm

HR ((บอลอินเดนเตอร์ ความแข็ง Rockwell) = 130-h/0.002 h: mm

HR ((Diamond/ball indenter ความแข็งของพื้นผิว Rockwell) = 100-h/0.001 h:mm

เครื่องทดสอบความแข็งใช้กันอย่างแพร่หลาย เพราะใช้ง่ายและรวดเร็ว และสามารถทดสอบได้โดยตรงบนพื้นผิวของวัสดุหรือชิ้นส่วน

คู่มือการเลือกความแข็ง

คู่มือการคัดเลือกวิธีการทดสอบความแข็ง สําหรับการอ้างอิงของคุณ:

การแปลงการเลือกความแข็ง

• คู๊ป เปลี่ยนเป็นวิคเกอร์

• จากความจริงที่ว่าวัตถุที่มีความแข็งแรงเท่ากัน มีความต้านทานเท่ากัน กับสองประเภทของ Knoop Vickersความตึงเครียดของสองประเภทของ Vickers Knoop indenter ภายใต้ภาระ, แล้วตาม σHK = σHV, HV = 0.968HK ได้. สูตรนี้ถูกวัดภายใต้ภาระต่ํา, และความผิดพลาดค่อนข้างใหญ่. นอกจากนี้, เมื่อค่าความแข็งมากกว่า HV900,ความผิดพลาดของสูตรนี้ใหญ่มากและค่ามาตรฐานหายไป
• หลังจากการกําเนิดและแก้ไข, สูตรแปลงความแข็ง Knoop และความแข็ง Vickers ถูกเสนอ.

การตรวจสอบด้วยข้อมูลจริง ความผิดพลาดการแปลงสัมพันธ์สูงสุดของสูตรคือ 0.75% ซึ่งมีค่ามาตรฐานสูง

• การแปลง โรคเวลล์ เป็น วิคเกอร์ส

• ต่อฮานส์ สูตรการแปลง Qvarnstorm ที่ Qvarnstorm เสนอเสนอถูกปรับปรุงเพื่อให้ได้สูตรการแปลงความแข็งของ Rockwell เป็นความแข็งของ Vickers:

สูตรนี้แปลงด้วยข้อมูลมาตรฐานของความแข็งของโลหะเหล็กที่ตีพิมพ์ในจีน และความผิดพลาด HRC ของมันโดยพื้นฐานอยู่ในช่วง ± 0.4HRC ความผิดพลาดสูงสุดของมันคือ 0.9HRC เท่านั้นและความผิดพลาด HV ที่คํานวณสูงสุดคือ ±15HV.

• ตามความตึงเครียด σHRC = σHV ของ indenters ที่แตกต่างกัน สูตรได้รับโดยการวิเคราะห์เส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งแรง Rockwell และความแข็งแรง Vickers ความลึกของ indentation

สูตรนี้ถูกเปรียบเทียบกับค่าแปลงแบบทดลองมาตรฐานแห่งชาติ และความผิดพลาดระหว่างผลการคํานวณของสูตรแปลงและค่าทดลองมาตรฐานคือ ± 01HRC.

• ตามข้อมูลการทดลองจริง การแปลงความแข็งของร็อคเวลล์เป็นความแข็งของวิคเกอร์ส์ ได้พิจารณาโดยการลดลงแบบเส้นตรง และได้สูตร:

สูตรนี้มีช่วงการใช้ที่เล็กและความผิดพลาดที่ใหญ่ แต่มันง่ายในการคํานวณและสามารถใช้ได้เมื่อความแม่นยําไม่สูง

• การแปลงความแข็งของ Rockwell เป็นความแข็งของ Brinell

• การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของ Brinell และความลึกของ Rockwell และสูตรแปลงได้รับตามความเครียด σHRC = σHB ของ indenter

ความผิดพลาดระหว่างผลการคํานวณและค่าทดลองมาตรฐานคือ ± 0,1 HRC

• ตามข้อมูลการทดลองจริง สูตรได้รับโดยวิธีการลินีเรียรีเกรส

ความผิดพลาดของสูตรใหญ่ และช่วงการใช้งานเล็ก แต่การคํานวณง่าย และสามารถใช้ได้เมื่อความแม่นยําไม่สูง

• การแปลง Brinell เป็น Vickers

ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งของ Brinell และความแข็งของ Vickers ยังพัฒนาขึ้นจาก σHB=σHV

ผลการแปลงของสูตรนี้ถูกเปรียบเทียบกับค่าการแปลงของมาตรฐานแห่งชาติ และความผิดพลาดการแปลงคือ ± 2HV

• Knoop เปลี่ยนเป็น Rockwell

เนื่องจากเส้นโค้งที่ตรงกันของนูปและร็อคเวลล์คล้ายกับปาราบอล สูตรแปลงประมาณมาจากเส้นโค้ง

สูตรนี้แม่นยํา และสามารถใช้เป็นตัวอ้างอิง