Ili kubaini ugumu wa nyenzo, uvumbuzi wa mhandisi wa Uswidi Brinell hutumiwa mara nyingi - njia inayopima sifa za uso na kutoa sifa za ziada za metali za polima.
Tathmini ya nyenzo
Ni kutokana na ugunduzi huu kwamba matumizi bora zaidi ya plastiki sasa yanatathminiwa. Plastiki zisizo ngumu sana hujaribiwa kwa unyumbufu na ulaini ili kutumika kama nyenzo ya kuziba, kuziba na kuwekea mito. Ukuzaji wa Brinell ni njia ya kuamua uimara na ugumu wa nyenzo ambayo itatumika katika matumizi muhimu - katika gia na rims, fani chini ya mzigo mzito, fittings zilizopigwa, nk.
Njia hii inatoa tathmini sahihi zaidi ya nguvu. Thamani ya parameter, ambayo inaonyeshwa na P1B, ni vigumu kuzidi. Kawaida kutumika kwa madhumuni haya ni maendeleo ya Brinell, njia ambayo mpira wa chuma wa milimita tano unasisitizwa kwenye nyenzo. Kulingana na kina cha ujongezaji wa mpira, GOST imeamuliwa.
Historia
Mnamo 1900, mhandisi kutoka Uswidi Johan August Brinell, mbinu aliyopendekeza kwa ulimwengu.sayansi ya nyenzo, iliyofanywa kuwa maarufu. Haikutajwa tu baada ya mvumbuzi, lakini ikawa ndiyo inayotumika sana, iliyosanifiwa.
Ugumu ni nini? Hii ni mali maalum ya nyenzo ambayo haina uzoefu wa ugeuzi wa plastiki kutoka kwa hatua ya mawasiliano ya karibu, ambayo mara nyingi huja chini ya kuanzishwa kwa indexer (mwili mgumu) kwenye nyenzo.
Ugumu uliopona na ambao haujapona
Njia ya Brinell husaidia kupima ugumu uliorejeshwa, ambao hubainishwa na uwiano wa ukubwa wa mzigo na ujazo wa chapa, eneo la makadirio au eneo la uso. Hivyo, ugumu unaweza kuwa volumetric, makadirio na uso. Ya mwisho imedhamiriwa na uwiano: mzigo kwa eneo la alama. Ugumu wa wingi hupimwa kwa uwiano wa mzigo na ujazo wake, na ugumu wa makadirio ni mzigo kwenye eneo la makadirio ambalo chapa iliacha.
Ugumu ambao haujarejeshwa kwa mbinu ya Brinell hubainishwa na vigezo sawa, nguvu ya upinzani pekee ndiyo inakuwa thamani kuu iliyopimwa, uwiano wake na eneo la uso, kiasi au makadirio huonyeshwa na faharisi iliyopachikwa kwenye nyenzo. Kiasi, makadirio na ugumu wa uso huhesabiwa kwa njia ile ile: kwa uwiano wa nguvu ya upinzani ama kwa eneo la uso wa sehemu iliyopachikwa ya faharisi, au kwa eneo lake la makadirio, au kwa kiasi.
Uamuzi wa ugumu
Uwezo wa kustahimili mgeuko wa plastiki na nyumbufu unapokabiliwa na nyenzo ngumu zaidiRipoti ni uamuzi wa ugumu, yaani, kwa kweli, hii ni mtihani wa indentation wa nyenzo. Mbinu ya ugumu wa Brinell ni kipimo cha jinsi indukta imepenya kwa undani nyenzo. Ili kujua thamani halisi ya ugumu wa nyenzo iliyotolewa, ni muhimu kupima kina cha kupenya. Ili kufanya hivyo, kuna mbinu ya Brinell na Rockwell, mbinu ya Vickers haitumiki sana.
Ikiwa mbinu ya Rockwell itabainisha moja kwa moja kina cha kupenya kwa mpira kwenye nyenzo, basi Vickers na Brinell hupima chapa kwa eneo lake la uso. Inatokea kwamba kina index katika nyenzo, eneo kubwa la uchapishaji. Kwa kweli nyenzo zozote zinaweza kujaribiwa kwa ugumu wake: madini, metali, plastiki, na kadhalika, lakini ugumu wa kila moja wao unatambuliwa na njia yake mwenyewe.
Jinsi ya kutafuta njia
Njia ya ugumu wa Brinell ni nzuri sana kwa nyenzo zisizo homogeneous, kwa aloi ambazo sio ngumu sana. Sio tu aina ya nyenzo huamua njia ya kipimo, lakini pia vigezo wenyewe vinavyohitaji kuamua. Ugumu wa aloi hupimwa, kama ilivyokuwa, kwa wastani, kwani vifaa vyenye sifa tofauti hukaa ndani yao. Kwa mfano, chuma cha kutupwa. Ina muundo wa tofauti sana, kuna saruji, grafiti, perlite, ferrite, na kwa hiyo ugumu uliopimwa wa chuma cha kutupwa ni thamani ya wastani, inayojumuisha ugumu wa vipengele vyote.
Upimaji wa ugumu wa metali kwa njia ya Brinell unafanywa kwa kutumia indexer kubwa, ili chapa ipatikane kwenye eneo kubwa la sampuli. Kwa hiyo, chini ya hali hizi, inawezekana pia kupata thamani ya chuma cha kutupwa, ambayo ni wastani kwa awamu nyingi na tofauti. Njia hii ni nzuri sana wakati wa kupima ugumu wa aloi - chuma cha kutupwa, metali zisizo na feri, shaba, alumini na kadhalika. Mbinu hii inaonyesha kwa usahihi thamani ya ugumu wa plastiki.
Ulinganisho wa Rockwell
Ni nzuri kwa metali ngumu na ngumu sana, na thamani inayotokana na ugumu wake pia imekadiriwa. Mpira huo wa chuma au koni hutumika kama kiashiria, lakini pamoja nao, piramidi ya almasi pia hutumiwa. Alama kwenye nyenzo inapopimwa kwa mbinu ya Rockwell pia hugeuka kuwa kubwa, na nambari ya ugumu kwa awamu tofauti hukadiriwa.
Mbinu za Brinell na Rockwell hutofautiana kimsingi: ya kwanza inatoa tokeo kama kipunguzo baada ya kugawanya nguvu ya ujongezaji kwa uso wa eneo la chapa, huku Rockwell akikokotoa uwiano wa kina cha kupenya na kipimo cha kipimo. chombo kinachopima kina. Ndiyo maana ugumu wa Rockwell hauna kipimo, na kulingana na Brinell unapimwa kwa uwazi kwa kilo kwa kila milimita ya mraba.
mbinu ya Vickers
Ikiwa sampuli ni ndogo sana au inahitajika kupima kitu kidogo kuliko ukubwa wa alama ya inndenter, ambayo hupima ugumu wa Rockwell au Brinell, mbinu za ugumu mdogo zinapaswa kutumika, kati ya hizo mbinu ya Vickers ndiyo maarufu zaidi.. Fahirisi ni piramidi ya almasi, na alama hiyo inachunguzwa na kupimwa na mfumo wa macho unaofanana na darubini. Thamani ya wastani pia itajulikana, lakini ugumu umehesabiwa kutokaeneo dogo zaidi.
Ikiwa kipimo cha kitu kilichopimwa ni kidogo sana, basi kipima ugumu kidogo kinatumiwa, ambacho kinaweza kufanya alama katika nafaka tofauti, awamu, safu, na mzigo wa kujisogeza unaweza kuchaguliwa kwa kujitegemea. Sayansi ya metali inaruhusu kutumia mbinu hizi kubainisha ugumu na ugumu mdogo wa metali, na sayansi ya nyenzo kwa njia sawa huamua ugumu mdogo na ugumu wa nyenzo zisizo za metali.
Msururu
Kuna safu tatu za kupimia ugumu. Katika safu ya jumla, mzigo umewekwa kutoka 2 N hadi 30 kN. Mipaka ya microrange sio tu mzigo kwenye indexer, lakini pia kina cha kupenya. Thamani ya kwanza haizidi 2 N, na ya pili - zaidi ya 0.2 μm. Katika nanorange, kina tu cha kuingizwa kwa index kinadhibitiwa - chini ya 0.2 µm. Matokeo yanatoa ugumu wa nyenzo.
Vigezo vya kipimo hutegemea hasa mzigo unaotumika kwenye faharasa. Utegemezi huu hata ulipokea jina maalum - athari ya ukubwa, kwa Kiingereza - athari ya ukubwa wa indentation. Hali ya athari ya ukubwa inaweza kuamua na sura ya index. Spherical - ugumu huongezeka kwa mzigo unaoongezeka, kwa hiyo, athari ya ukubwa huu ni kinyume chake. Piramidi ya Vickers au Berkovich inapunguza ugumu na mzigo unaoongezeka (hapa, athari ya kawaida au ya moja kwa moja ya ukubwa). Cone-sphere, ambayo hutumiwa kwa njia ya Rockwell, inaonyesha kwamba kuongeza mzigo kwanza husababisha kuongezeka kwa ugumu, na kisha, wakati sehemu ya spherical inapoanzishwa,inapungua.
Nyenzo na mbinu za kipimo
Nyenzo ngumu zaidi zilizopo kwa sasa ni marekebisho mawili ya kaboni: lonsdaleite, ambayo ni nusu ya ugumu kuliko almasi, na fullerite, ambayo ni ngumu mara mbili ya almasi. Matumizi ya vitendo ya nyenzo hizi ni mwanzo tu, lakini kwa sasa, almasi ni ngumu zaidi ya yale ya kawaida. Ni kwa msaada wake kwamba ugumu wa metali zote huwekwa.
Njia za kuamua (maarufu zaidi) ziliorodheshwa hapo juu, lakini ili kuelewa vipengele vyake na kuelewa kiini, unahitaji kuzingatia nyingine ambazo zinaweza kugawanywa kwa masharti kuwa zinazobadilika, yaani, midundo, na tuli, ambayo tayari zimezingatiwa. Njia ya kipimo inaitwa vinginevyo kipimo. Ikumbukwe kwamba maarufu zaidi bado ni mizani ya Brinell, ambapo ugumu hupimwa kwa kipenyo cha alama, ambayo huacha mpira wa chuma ukiwa umeshinikizwa kwenye uso wa nyenzo.
Uamuzi wa nambari ya ugumu
Mbinu ya Brinell (GOST 9012-59) hukuruhusu kuandika nambari ya ugumu bila vitengo vya kipimo, ikiashiria HB, ambapo H ni ugumu (ugumu), na B ni Brinell yenyewe. Eneo la alama hupimwa kama sehemu ya tufe, sio eneo la duara, kama kiwango cha Meyer, kwa mfano. Njia ya Rockwell inajulikana na ukweli kwamba kwa kuamua kina cha mpira wa almasi au koni ambayo imeingia kwenye nyenzo, ugumu hauna dimensionless. Imeteuliwa HRA, HRC, HRB au HR. Fomula ya ugumu iliyohesabiwa inaonekana kama hii: HR=100 (130) - kd. Hapa d ndio kina cha ujongezaji na k ndio mgawo.
Ugumu wa Vickers unaweza kuwaimedhamiriwa na alama iliyoachwa na piramidi ya tetrahedral iliyoshinikizwa kwenye uso wa nyenzo, kuhusiana na mzigo uliotumiwa kwenye piramidi. Eneo la alama sio rhombus, lakini ni sehemu ya eneo la piramidi. Vipimo vya Vickers vinapaswa kuzingatiwa kuwa kgf kwa mm2, inayoashiriwa na kitengo cha HV. Pia kuna njia ya kipimo kulingana na Shore (indentation), inayotumika mara nyingi zaidi kwa polima na ina mizani kumi na mbili ya kipimo. Mizani ya Muulizaji inayolingana na pwani (marekebisho ya Kijapani kwa vifaa vya laini na elastic) kwa njia nyingi sawa na njia ya awali, vigezo tu vya kifaa cha kupimia ni tofauti na indexes tofauti hutumiwa. Njia nyingine kulingana na Shore - na rebound - kwa high-modulus, yaani, vifaa ngumu sana. Kutokana na hili tunaweza kuhitimisha kuwa mbinu zote zinazopima ugumu wa nyenzo zimegawanywa katika makundi mawili - dynamic na tuli.
Zana na vifaa
Vifaa vya kubaini ugumu huitwa vipima ugumu, hivi ni vipimo muhimu. Majaribio huathiri kitu kwa njia tofauti, kwa hivyo mbinu zinaweza kuharibu au zisizo uharibifu. Hakuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya mizani hii yote, kwa kuwa hakuna mbinu yoyote inayoakisi sifa za kimsingi za nyenzo kwa ujumla.
Hata hivyo, majedwali ya kukadiria vya kutosha yameundwa, ambapo mizani na mbinu tofauti zimeunganishwa kwa kategoria za nyenzo na vikundi vyake binafsi. Uundaji wa meza hizi uliwezekana baada ya mfululizo wa majaribio na vipimo. Walakini, nadharia hizokuruhusiwa moja ya mbinu za hesabu kuhama kutoka njia moja hadi nyingine bado haipo. Njia mahususi ambayo kwayo ugumu huamuliwa kwa kawaida huchaguliwa kulingana na vifaa vinavyopatikana, kazi za kipimo, hali ya vipimo, na, bila shaka, kutoka kwa sifa za nyenzo yenyewe.
