A capacidade dun material metálico para resistir a indentación da superficie por obxectos duros chámase dureza. Segundo os diferentes métodos de proba e ámbito de aplicación, a dureza pódese dividir en dureza Brinell, dureza Rockwell, dureza Vickers, dureza Shore, microdureza e dureza a alta temperatura. Hai tres durezas de uso común para tubos: dureza Brinell, Rockwell e Vickers.
A. Dureza Brinell (HB)
Use unha bola de aceiro ou unha bola de carburo dun determinado diámetro para presionar na superficie da mostra coa forza de proba especificada (F). Despois do tempo de retención especificado, elimine a forza de proba e mida o diámetro de indentación (L) na superficie da mostra. O valor de dureza Brinell é o cociente obtido ao dividir a forza de proba pola superficie da esfera sangrada. Expresada en HBS (bola de aceiro), a unidade é N/mm2 (MPa).
A fórmula de cálculo é:
Na fórmula: F: a forza de proba presionada na superficie da mostra metálica, N;
D–Diámetro da bola de aceiro para a proba, mm;
d–diámetro medio de indentación, mm.
A medición da dureza Brinell é máis precisa e fiable, pero xeralmente o HBS só é axeitado para materiais metálicos inferiores a 450 N/mm2 (MPa) e non é axeitado para aceiro máis duro ou placas máis delgadas. Entre os estándares de tubos de aceiro, a dureza Brinell é a máis utilizada. O diámetro de sangría d úsase a miúdo para expresar a dureza do material, o que é intuitivo e cómodo.
Exemplo: 120HBS10/1000130: significa que o valor de dureza Brinell medido usando unha bola de aceiro de 10 mm de diámetro baixo a forza de proba de 1000 Kgf (9,807 KN) durante 30 s (segundos) é de 120 N/mm2 (MPa).
B. Dureza Rockwell (HR)
A proba de dureza Rockwell, como a proba de dureza Brinell, é un método de proba de sangría. A diferenza é que mide a profundidade da sangría. É dicir, baixo a acción secuencial da forza de proba inicial (Fo) e da forza de proba total (F), o indentador (cono ou bola de aceiro da acería) é presionado na superficie da mostra. Despois do tempo de retención especificado, elimínase a forza principal. Forza de proba, use o incremento de profundidade de sangría residual medido (e) para calcular o valor de dureza. O seu valor é un número anónimo, representado polo símbolo HR, e as escalas utilizadas inclúen 9 escalas, incluíndo A, B, C, D, E, F, G, H e K. Entre elas, as escalas que se usan habitualmente para as probas de dureza do aceiro son xeralmente A, B e C, é dicir, HRA, HRB e HRC.
O valor de dureza calcúlase mediante a seguinte fórmula:
Cando se proba con escalas A e C, HR=100-e
Cando se proba coa escala B, HR=130-e
Na fórmula, e - o incremento da profundidade da sangría residual exprésase na unidade especificada de 0,002 mm, é dicir, cando o desprazamento axial do penetrador é unha unidade (0,002 mm), é equivalente a un cambio na dureza Rockwell nun número. Canto maior sexa o valor e, menor será a dureza do metal, e viceversa.
O ámbito de aplicación das tres escalas anteriores é o seguinte:
HRA (indentador de cono de diamante) 20-88
HRC (indentador de cono de diamante) 20-70
HRB (indentador de bola de aceiro de 1.588 mm de diámetro) 20-100
A proba de dureza Rockwell é un método moi utilizado na actualidade, entre os que o HRC utilízase nos estándares de tubos de aceiro só superado pola dureza Brinell HB. A dureza Rockwell pódese usar para medir materiais metálicos desde extremadamente brandos ata extremadamente duros. Compensa as deficiencias do método Brinell. É máis sinxelo que o método Brinell e o valor de dureza pódese ler directamente desde o dial da máquina de dureza. Non obstante, debido á súa pequena sangría, o valor de dureza non é tan preciso como o método Brinell.
C. Dureza Vickers (HV)
A proba de dureza Vickers tamén é un método de proba de sangría. Presiona un penetrador de diamante piramidal cadrado cun ángulo incluído de 1360 entre superficies opostas na superficie de proba cunha forza de proba seleccionada (F) e retírao despois do tempo de retención especificado. Forza, mide a lonxitude das dúas diagonais da sangría.
O valor de dureza de Vickers é o cociente da forza de proba dividida pola área da superficie de indentación. A súa fórmula de cálculo é:
Na fórmula: símbolo de dureza HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
F-forza de proba, N;
d–a media aritmética das dúas diagonais da sangría, mm.
A forza de proba F utilizada na dureza Vickers é de 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) e outros seis niveis. O valor de dureza pódese medir. O rango é de 5 ~ 1000HV.
Exemplo de método de expresión: 640HV30/20 significa que o valor de dureza Vickers medido cunha forza de proba de 30Hgf (294,2N) durante 20S (segundos) é de 640N/mm2 (MPa).
O método de dureza Vickers pódese utilizar para determinar a dureza de materiais metálicos moi finos e capas superficiais. Ten as principais vantaxes dos métodos Brinell e Rockwell e supera as súas deficiencias básicas, pero non é tan sinxelo como o método Rockwell. O método Vickers raramente se usa nos estándares de tubos de aceiro.
Hora de publicación: abril-03-2024