Tiga Kaedah Pengujian Kekerasan Biasa

Ujian kekerasan ialah kaedah penilaian sifat mekanikal yang penting dalam sains bahan, membantu menentukan rintangan bahan terhadap lekukan, calar atau haus. Di bawah ialah tiga kaedah ujian kekerasan yang digunakan secara meluas, masing-masing dengan prinsip, aplikasi dan cirinya.

 

1. Ujian Kekerasan Rockwell

Ujian kekerasan Rockwell mengukur kekerasan bahan dengan menentukan kedalaman lekukan yang disebabkan oleh lekuk tertentu di bawah beban tertentu. Ia menggunakan dua beban: beban kecil awal untuk memastikan sentuhan konsisten dan beban utama untuk membuat lekukan. Nilai kekerasan Rockwell diperoleh daripada perbezaan kedalaman lekukan sebelum dan selepas menggunakan beban utama.

 

1. Indentor dan Skala:

 

Rockwell C (HRC): Menggunakan indentor kon berlian dan sesuai untuk bahan keras seperti keluli keras, karbida bersimen dan keluli alat.

 

Rockwell B (HRB): Menggunakan inden bebola keluli berdiameter 1/16 inci, sesuai untuk bahan yang lebih lembut seperti keluli anil, aloi kuprum dan aloi aluminium.

 

Rockwell A (HRA): Juga menggunakan indentor kon berlian tetapi dengan beban yang lebih rendah, digunakan untuk bahan yang sangat keras seperti kepingan keluli nipis dan - lapisan keras yang cetek.

 

1. Aplikasi: Ia digunakan secara meluas dalam pembuatan logam, aloi dan komponen terawat - haba. Sebagai contoh, dalam industri automotif, ia digunakan untuk menguji kekerasan bahagian enjin dan komponen transmisi untuk memastikan ketahanannya.

 

2. Ujian Kekerasan Brinell

Ujian kekerasan Brinell melibatkan menekan indentor bebola keluli keras atau karbida ke dalam permukaan bahan di bawah beban tertentu untuk tempoh tertentu dan kemudian mengukur diameter lekukan. Nombor kekerasan Brinell (HB) dikira berdasarkan beban dan luas permukaan lekukan.

 

• Prinsip: Kekerasan Brinell (HB) dikira dengan membahagikan dua kali beban yang dikenakan (F) dengan [π didarab dengan diameter inden (D), dan kemudian didarab dengan (D tolak punca kuasa dua (D kuasa dua tolak diameter lekukan (d) kuasa dua))].

 

• Ciri-ciri: Ia memberikan lekukan yang agak besar, yang menjadikan keputusan ujian kurang terjejas oleh ketidakhomogenan tempatan bahan, jadi ia sesuai untuk menguji bahan dengan butiran kasar atau struktur tidak sekata, seperti tuangan besi tuang dan bukan - logam ferus.

 

• Aplikasi: Biasa digunakan dalam ujian bahan kerja besar, penempaan dan tuangan. Dalam industri pembinaan, ia boleh digunakan untuk menguji kekerasan bar keluli dan keluli struktur untuk memastikan kualiti struktur bangunan.

 

3. Ujian Kekerasan Vickers

Ujian kekerasan Vickers menggunakan indentor piramid segi empat sama berlian untuk menekan ke dalam permukaan bahan di bawah beban tertentu. Nombor kekerasan Vickers (HV) diperoleh dengan membahagikan beban yang dikenakan dengan luas permukaan lekukan.

 

• Prinsip: Formula kekerasan Vickers ialah HV=0.1891F/d²​, dengan F ialah beban dan d ialah purata panjang pepenjuru lekukan.

 

• Kelebihan: Ia boleh digunakan pada pelbagai beban, daripada beban yang sangat ringan untuk menguji filem nipis atau komponen kecil kepada beban berat untuk menguji bahan pukal. Selain itu, keputusan ujian adalah sangat tepat dan boleh ditukar dengan mudah kepada skala kekerasan lain.

 

• Aplikasi: Digunakan secara meluas dalam ujian bahagian ketepatan, seperti dalam industri aeroangkasa (komponen enjin, bilah turbin), komponen elektronik dan peranti perubatan, di mana ketepatan tinggi diperlukan.

 

Kesimpulan

Setiap satu daripada tiga kaedah ujian kekerasan ini mempunyai kelebihannya sendiri dan senario yang boleh digunakan. Ujian Rockwell adalah pantas dan sesuai untuk kawalan kualiti rutin; Ujian Brinell bagus untuk bahan berbutir - kasar; dan ujian Vickers menawarkan ketepatan tinggi dan serba boleh. Memilih kaedah yang betul bergantung pada jenis bahan, saiz komponen, ketepatan yang diperlukan dan keperluan aplikasi khusus.