Төрөл бүрийн загварт металлыг үр дүнтэй ашиглахын тулд тэдгээрийн бат бөх чанарыг мэдэх нь чухал юм. Хатуулаг нь метал ба хайлшийн хамгийн түгээмэл чанарын үзүүлэлт юм. Үүнийг тодорхойлох хэд хэдэн арга байдаг: Brinell, Rockell, Super-Rockwell, Vickers, Ludwik, Shor (Monotron), Martens. Уг нийтлэлд ах дүү Роквелл нарын аргыг авч үздэг.
Ямар арга вэ
Rockwell арга нь материалын хатуулгийг шалгах арга юм. Судалж буй элементийн хувьд индикаторын хатуу үзүүрийн нэвтрэлтийн гүнийг тооцоолно. Энэ тохиолдолд хатуулгийн хуваарь бүрт ачаалал ижил хэвээр байна. Энэ нь ихэвчлэн 60, 100 эсвэл 150 кгс байдаг.
Судалгааны үзүүлэлт нь удаан эдэлгээтэй материал эсвэл алмаазан боргоцой бөмбөлөг юм. Тэдгээр нь бөөрөнхий үзүүртэй, орой нь 120 градусын өнцөгтэй байх ёстой.
Энэ арга нь энгийн бөгөөд хурдан давтагдах боломжтой болох нь тогтоогдсон. Энэ нь бусад аргуудаас давуу талтай.
Түүх
Венийн судлаач профессор Людвиг анх судалгаанд дэнлүүг ашиглахыг санал болгосон.материалыг нэвтлэн харьцангуй гүнийг тооцоолох замаар хатуулаг. Түүний аргыг 1908 оны Die Kegelprobe бүтээлд дүрсэлсэн байдаг.
Энэ арга нь сул талуудтай байсан. Ах дүү Хью, Стэнли Роквелл нар хэмжилтийн системийн механик төгс бус байдлын алдааг (арцах болон гадаргуугийн согог, материал, эд ангиудын бохирдол) арилгасан шинэ технологийг санал болгов. Профессорууд хатуулаг шалгагчийг зохион бүтээжээ - нэвтрэлтийн харьцангуй гүнийг тодорхойлдог төхөөрөмж. Үүнийг ган бөмбөлөг холхивчийг туршихад ашигласан.
Бринелл, Роквелл нарын аргаар металлын хатуулгийг тодорхойлох нь шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн анхаарлыг татсан. Гэхдээ Бринеллийн арга нь муу байсан - энэ нь удаан байсан бөгөөд хатуурсан гангийн хувьд ашиглагдаагүй. Тиймээс үүнийг үл эвдэх туршилтын арга гэж үзэх боломжгүй.
1919 оны 2-р сард хатуулаг шалгагчийг 1294171 дугаарын дагуу патентжуулсан. Энэ үед Роквеллс бөмбөг холхивчийн компанид ажилладаг байсан.
1919 оны 9-р сард Стэнли Роквелл компаниа орхин Нью-Йорк муж руу нүүжээ. Тэнд тэрээр төхөөрөмжийг сайжруулах хүсэлт гаргасан бөгөөд үүнийг хүлээн авав. Шинэ төхөөрөмжийг 1921 онд патентжуулж сайжруулсан.
1922 оны сүүлээр Роквелл Коннектикут мужид одоог хүртэл ажиллаж байгаа дулааны боловсруулалтын үйлдвэрийг байгуулжээ. 1993 оноос хойш Instron корпорацийн нэг хэсэг.
Аргын давуу болон сул талууд
Хатуулгийн тооцооны арга бүр өвөрмөц бөгөөд зарим хэсэгт хэрэглэх боломжтой. Бринелл ба Роквелл хатуулгийн аргуудүндсэн.
Аргын хэд хэдэн давуу тал бий:
- өндөр хатуулгийн туршилт хийх боломж;
- туршилтын явцад гадаргуугийн бага зэргийн гэмтэл;
- доголын диаметрийг хэмжих шаардлагагүй энгийн арга;
- туршилтын үйл явц хангалттай хурдан байна.
Алдаа:
- Бринелл ба Викерсийн хатуулаг шалгагчтай харьцуулахад Роквелл арга нь хангалттай нарийвчлалгүй байна;
- дээжийн гадаргууг сайтар бэлтгэх ёстой.
Роквелл масштабын бүтэц
Металлын хатуулгийг Роквеллийн аргаар шалгахын тулд ердөө 11 масштабыг гаргаж авсан. Тэдний ялгаа нь үзүүр ба ачааллын харьцаанд оршдог. Үзүүр нь зөвхөн алмазан конус төдийгүй карбид ба вольфрамын хайлш эсвэл бөмбөрцөг хэлбэртэй хатуурсан ган бөмбөлөг байж болно. Суулгахад бэхлэгдсэн үзүүрийг танигч гэж нэрлэдэг.
Хуваарь нь ихэвчлэн латин цагаан толгойн үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг: A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T.
Бат бөх байдлын туршилтыг үндсэн масштабаар хийдэг - A, B, C:
- А масштабаар: 60 кгс ачаатай алмазан конустай туршилт. Зориулалт - HRA. Ийм туршилтыг нимгэн хатуу материалд (0.3-0.5 мм) хийдэг;
- Б масштаб: 100 кгф ган бөмбөлөгний туршилт. Зориулалт - HRB. Туршилтыг зөөлөн ган болон өнгөт хайлшаар хийсэн;
- C масштабтай: 150 кгф конусан туршилт. Зориулалт - HRC. Туршилтыг дунд зэргийн хатуулагтай металл, хатууруулсан ган эсвэл 0.5 мм-ээс ихгүй зузаантай давхаргад хийнэ.
Аргын хатуулагРоквелл нь ихэвчлэн HR гэж хуваарийн гурав дахь үсгээр тэмдэглэдэг (жишээ нь, HRA, HRC).
Тооцоолох томьёо
Материалын хатуулаг нь үзүүрийг нэвтлэх гүнд нөлөөлдөг. Туршилтын объект илүү хатуу байх тусам нэвтрэлт бага байх болно.
Материалын хатуулгийг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлохын тулд томъёо хэрэгтэй. Түүний коэффициентүүд нь масштабаас хамаарна. Хэмжилтийн алдааг багасгахын тулд үндсэн ба урьдчилсан (10 кгф) ачааллыг хэрэглэх үед дотогшоо нэвтрэлтийн гүн дэх харьцангуй зөрүүг хүлээн зөвшөөрөх хэрэгтэй.
Роквелийн хатуулгийн хэмжилтийн арга нь HR=N-(H-h)/s томъёог ашиглана, энд H-h ялгаа нь ачааллын (урьдчилсан ба үндсэн) дамжуургын харьцангуй нэвтрэлтийн гүнийг илэрхийлнэ. мм-ээр тооцсон. N, s нь тогтмолууд бөгөөд тэдгээр нь тодорхой масштабаас хамаарна.
Rockwell хатуулаг шалгагч
Хатуулаг хэмжигч нь Роквеллийн аргаар металл болон хайлшийн хатуулгийг тодорхойлох төхөөрөмж юм. Энэ нь алмаазан конус (эсвэл бөмбөг) бүхий төхөөрөмж бөгөөд конус орох ёстой материал юм. Цохилтын хүчийг тохируулахын тулд жинг мөн хавсаргасан.
Цагийн заагч харагдана. Уг процесс нь хоёр үе шаттайгаар явагдана: эхлээд даралтыг 10 кг-ийн хүчээр хийж, дараа нь илүү хүчтэй болгоно. Илүү их дарахад конус, бага нь бөмбөг хэрэглэдэг.
Туршилтын материалыг хэвтээ байдлаар байрлуулна. Алмазыг хөшүүргээр түүн дээр буулгадаг. Гөлгөр буухын тулд төхөөрөмж нь тос амортизатор бүхий бариулыг ашигладаг.
Ачаалах үндсэн хугацаа нь ихэвчлэн байдагматериалаас хамааран 3-6 секунд байна. Туршилтын үр дүн гарах хүртэл урьдчилсан ачааллыг хадгалах ёстой.
Заагчийн том сум цагийн зүүний дагуу хөдөлж, туршилтын үр дүнг харуулдаг.
Практикт хамгийн алдартай нь роквелийн хатуулаг шалгагч загварууд юм:
- Суурин төхөөрөмжүүд "Metrotest" загвар "ITR", жишээ нь "ITR-60/150-M".
- Qness GmbH загвар Q150R.
- Суурин автомат төхөөрөмж TIME Group Inc загвар TH300.
Туршилтын арга зүй
Судалгаа нь нарийн бэлтгэл шаарддаг. Металлын хатуулгийг Роквеллийн аргаар тодорхойлохдоо дээжийн гадаргуу нь цэвэр, хагарал, масштабгүй байх ёстой. Материалын гадаргууд перпендикуляр ачаалал өгч байгаа эсэх, ширээн дээр тогтвортой байгаа эсэхийг байнга шалгаж байх нь чухал.
Конусыг түлхэх үед дардас нь дор хаяж 1.5 мм, бөмбөгийг түлхэх үед 4 мм-ээс их байх ёстой. Тооцооллын үр дүнтэй байхын тулд дээж нь үндсэн ачааллыг арилгасны дараа дотогшоо нэвтрэх гүнээс 10 дахин их зузаантай байх ёстой. Мөн нэг дээжийг дор хаяж 3 удаа шинжилгээнд хамруулсны дараа үр дүнг нь дундажлана.
Туршилтын алхам
Туршилт эерэг үр дүн, бага зэргийн алдаа гаргахын тулд та түүнийг явуулах дарааллыг дагах хэрэгтэй.
Хатуулгийг тодорхойлох аргын туршилтын үе шатуудRockwell:
- Хамшгийн сонголтыг тодорхойлно.
- Шаардлагатай догол мөрийг суулгаж ачаална уу.
- Төхөөрөмжийн суурилуулалт болон дээжийг засахын тулд хоёр туршилт (үр дүнд ороогүй) хэвлэнэ үү.
- Лавлах блокыг багажийн ширээн дээр байрлуул.
- Урьдчилсан ачааллыг (10 кгф) туршаад жинг дахин тохируулна уу.
- Үндсэн ачааллаа өг, хамгийн их үр дүнг хүлээнэ.
- Ачааллыг арилгаж, хүлээн авсан утгыг утасны дугаараас уншина уу.
Журмын дагуу масс бүтээгдэхүүнийг туршихдаа нэг дээжийг туршихыг зөвшөөрдөг.
Энэ нь нарийвчлалд нөлөөлнө
Аливаа шалгалт өгөхдөө олон хүчин зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Роквелл хатуулгийн илрүүлэлт нь мөн өөрийн гэсэн онцлогтой.
Анхаарах хүчин зүйлс:
- Туршилтын хэсгийн зузаан. Туршилтын дүрмээр үзүүрийн нэвтрэлтийн гүнээс арав дахин бага дээжийг ашиглахыг хориглоно. Өөрөөр хэлбэл, нэвтрэлтийн гүн нь 0.2 мм бол материал нь дор хаяж 2 см зузаантай байх ёстой.
- Дээж дээрх хэвлэмэлүүдийн хооронд зай байх ёстой. Энэ нь ойролцоох хэвлэлийн төвүүдийн хоорондох гурван диаметр юм.
- Судлаачийн байр сууринаас шалтгаалаад утсан дээрх туршилтын үр дүнд гарч болзошгүй өөрчлөлтийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Өөрөөр хэлбэл, үр дүнг нэг талаас нь унших ёстой.
Туршилт дахь механик шинж чанаруудхүч
Материалын бат бэхийн шинж чанарууд болон хатуулгийн туршилтын үр дүнг Давиденков Н. Н., Марковец М. П. болон бусад материал судлаачид Роквеллийн хатуулгийн аргаар олж авсан.
Доголын хатуулгийн туршилтын үр дүнгээс үзэхэд уналтын бат бэхийг тооцоолох аргыг хэрэглэнэ. Энэ хамаарлыг хэд хэдэн дулааны боловсруулалтанд хамрагдсан өндөр хромын зэвэрдэггүй гангаар тооцдог. Очир эрдэнийн хазайлтыг ашиглах үед дундаж хазайлтын утга ердөө +0.9% байсан.
Хатуулагтай холбоотой материалын бусад механик шинж чанарыг тодорхойлох судалгаа бас хийгдэж байна. Жишээлбэл, суналтын бат бэх (эсвэл суналтын бат бэх), жинхэнэ хугарлын эсэргүүцэл ба харьцангуй агшилт.
Хатуулгийг тодорхойлох өөр аргууд
Хатуулгийг зөвхөн Роквеллийн аргаар хэмжих боломжгүй. Арга тус бүрийн гол санаа, тэдгээрийн ялгааг авч үзье. Статик ачааллын туршилт:
- Судалгааны дээж. Рокелл ба Викерсийн аргууд нь харьцангуй зөөлөн, өндөр бат бэх материалыг турших боломжийг олгодог. Бринеллийн арга нь 650 HBW хүртэлх хатуулагтай зөөлөн металлыг судлахад зориулагдсан. Super-Rockwell арга нь бага ачаалалд хатуулгийн туршилт хийх боломжийг олгодог.
- ГОСТ. Роквелл арга нь ГОСТ 9013-59, Бринеллийн арга - 9012-59, Викерсийн арга - 2999-75, Шорын арга - ГОСТ 263-75, 24622-91, 24621-91, ASTM D2240, ISO 86885 стандартад нийцдэг.
- Дурометр. Роквелл, Шор судлаачдын төхөөрөмжүүд энгийнхэрэглээ, жижиг хэмжээтэй. Vickers төхөөрөмж нь маш нимгэн, жижиг сорьц дээр туршилт хийх боломжийг олгодог.
Динамик даралтын дор туршилтыг Мартел, Полдигийн аргачлалын дагуу Николаевын босоо цохилтот шалгагч, Шоппер, Бауман пүршний төхөөрөмж болон бусад төхөөрөмж ашиглан хийсэн.
Хатуулгийг мөн зураасаар хэмжиж болно. Ийм туршилтыг Barb файл, Monters, Hankins, Birbaum microcharacterizer болон бусад ашиглан хийсэн.
Хэдийгээр дутагдалтай ч Роквелл аргыг үйлдвэрлэлд хатуулгийн сорилтод өргөн ашигладаг. Микроскопоор хэвлэхийг хэмжиж, гадаргууг өнгөлөх шаардлагагүй тул үүнийг хийхэд хялбар байдаг. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн энэ арга нь Бринелл, Викерс нарын санал болгож буй судалгаа шиг үнэн зөв биш юм. Янз бүрийн аргаар хэмждэг хатуулаг нь хамааралтай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, Роквелл үр дүнтэй нэгжийг Бринеллийн нэгж болгон хувиргаж болно. Хууль тогтоох түвшинд хатуулгийн утгыг харьцуулдаг ASTM E-140 зэрэг зохицуулалтууд байдаг.
