Твердость нв это: Таблица твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору
alexxlab | 16.05.2023 | 0 | Разное
Как измерить твердость материала с помощью твердомера по Бринеллю
Испытания на твердость – это широко используемый метод определения способности материала сопротивляться упругой деформации, пластической деформации и (или) разрушению в поверхностном слое. Измерение твердости является одним из широко распространенных видов механических испытаний металлов.
Испытания на твердость производятся быстро и не требуют сложных образцов. Кроме того, данные испытаний на твердость позволяют в некоторых случаях судить о других механических свойствах металлов (например, о пределе прочности). Поэтому испытания на твердость широко применяются на практике.
В настоящее время доступно множество традиционных методов для проверки твердости материала. Они включают в себя тесты на царапины или тестирование поверхностей материалов алмазами. С наступлением глобальной индустриализации и цифровой эпохи эти методы больше не применимы, поскольку существует потребность в более эффективных и экономящих время методах.
Поэтому разрабатываются более совершенные методы и устройства для испытания материалов. Измерение твердости вдавливанием – один из самых простых и надежных методов определения твердости материала. Твердость измеряется путем нагружения индентора определенной геометрии и свойств на испытуемый материал в течение определенного времени. Измерения проводят либо по глубине проникновения, либо по размерам полученного оттиска или вдавливания.
Например, твердомер по Бринеллю представляет собой устройство для испытания материалов, в котором используется очень высокая постоянная нагрузка или сила, которые обычно составляют от 500 до 3000 кгс. Силы следует прикладывать к поверхности материала в течение 10–30 секунд с помощью шарика из карбида вольфрама диаметром 5 или 10 мм.
Измерение твердости по методу Бринелля – это испытание в основном предназначено для испытания крупных деталей, таких как трубы большого диаметра, поковки и отливки двигателей, поскольку они имеют зернистую структуру, слишком грубую для других методов испытаний.
Метод испытания на твердость по Бринеллю
При практическом определении твердости разными методами нагрузку P по настоящее время принято задавать в кгс.
При определении твердости этим методом стальной шарик определенного диаметра D вдавливают в тестируемый образец под действием нагрузки Р, приложенной перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени (Рис. 1).
После снятия нагрузки измеряют диаметр отпечатка d. Число твердости по Бринеллю обозначается буквами НВ, и его определяют путем деления нагрузки Р на площадь поверхности сферического отпечатка F.
Рисунок 1- Схема измерения твердости по Бринеллю
Для удобства имеются таблицы чисел твердости по Бринеллю и зависимости от диаметра шарика D, диаметра отпечатка d и нагрузки Р.
В качестве инденторов используют полированные (Ra
Минимально допустимая толщина образца для корректного измерения твердости НВ должна быть не менее десятикратной глубины отпечатка h.
| Металлы и сплавы | К, кгс/мм2 |
|---|---|
| Сталь, чугун и другие высокопрочные сплавы | 30 |
| Медь, никель и их сплавы | 10 |
| Алюминий, магний и их сплавы | 5 |
Например, при испытании сталей и чугунов при диаметре шарика D = 10 мм нагрузка должна быть 3000 кгс, а время выдержки под нагрузкой 10…15 с. Число твердости в этом случае обозначается цифрами со стоящим после них символом НВ (например, 250 НВ). Иногда после букв НВ указывают условия испытаний – НВ D/P/τ, например: 250 НВ 5/750/25 – твердость по Бринеллю 250, полученная при диаметре шарика D = 5 мм, нагрузке Р = 750 кгс и времени выдержки под нагрузкой т = 25 с.
Измерение твердости по Бринеллю не рекомендуется применять для стали с твердостью более 450 НВ, а для цветных металлов более 200 НВ. Для определения твердости обычно используют уравнение (1).
В приведенном выше уравнении BHN = число твердости по Бринеллю. Число увеличивается с более твердыми материалами.
P=приложенная нагрузка D=диаметр индентора d = диаметр вдавливания
Следует отметить, что ошибки измерения могут возникать даже при выполнении измерений в идеальных условиях. Это может быть из-за различий в операторах, выполняющих измерения, или из-за человеческих ошибок. Для решения этих проблем разработаны автоматические оптические прицелы Бринелля на базе компьютера. Эти оптические прицелы последовательно анализируют вдавливание, используя программное обеспечение для обработки изображений и программу анализа со сканированием видео высокого разрешения. Размер отступа определяется измерением двух диагоналей круглого отступа.
Преимущества измерения твердости по Бринеллю
Измерение твердости по Бринеллю имеет много преимуществ по сравнению с другими методами.
Широкая сфера применения
Данный метод широко используется в машиностроении и металлургии, поскольку с его помощью можно контролировать почти все металлы. В то время как другие испытания полагаются только на установленную нагрузку для испытания металла, независимо от того, является ли он хрупким или твердым, испытание на твердость по Бринеллю позволяет операторам выбрать подходящую испытательную нагрузку и размер шара в зависимости от типа металла, подлежащего испытанию. Испытание на твердость по Бринеллю обычно носит неразрушающий характер, поскольку в испытании используется сфера для равномерного распределения давления по поверхности материала. Это упрощает измерение твердости относительно больших испытательных поверхностей.
Точность и легкость измерения
Измерения твердости материала заключается в том, что вычисленные значения числа твердости по Бринеллю с постоянными значениями, используемыми для конкретного материала, упрощают расчет прочности на разрыв этого материала.
Поскольку вмятину наблюдают под микроскопом, результаты получаются очень точными и надежными.
Если Вы хотите получить дополнительную информацию от наших специалистов по стационарному твердомеру по Бринеллю UIT HBW-1 или же определить твердость изделий по методам Бринелля, Виккерса или Роквелла, оставьте свои контактные данные ниже:
Контакты
Твердость по Бринеллю. Особенности и суть метода
1 Твердость по Бринеллю – суть метода
2 Определение твердости по Бринеллю – о цифрах и буквах
3 Твердость по Бринеллю – таблица значений
Метод первопроходец. Звание заслуживает система определения твердости материалов, разработанная Августом Бринеллем. Это инженер из Швеции. Его метод стал первым стандартизированным и широко используемым. Шкалу Бринелля мир «взял на вооружение» в 1900-ом году. Разберемся, в чем суть системы, твердость каких материалов можно узнать с ее помощью, и есть ли у метода минусы.
Твердость по Бринеллю – суть метода
Для определения твердости используют прибор, составленный из измерительного блока и пресса. Наконечник пресса – стальной шарик. Его именуют индентором. Диаметр шарика соответствует ГОСТу 9012 – 59 (ИСО 6506-81, ИСО 410-82), установленному в 1990-лм году. Разрешены 3 показателя: 2,5, 5 и 10 миллиметров.
Нужный индентор выбирают так, чтобы отпечаток от него лежал в пределах 0,2-0,7 диаметра шарика. Измерение твердости по Бринеллю производится либо стальным шариком, либо шариком из карбида вольфрама. Последний, позволяет узнать твердость материалов, превышающих показатель обычной стали.
Карбидный индентор, как правило, нужен для инструментальных сплавов. Шарик из обычной стали используют, измеряя твердость древесины, меди, алюминия, дюраля, нержавейки, стекла. То есть, твердомер применяют не только к металлам.
Метод измерения твердости по Бринеллю состоит из 2-х нагрузок. Сначала, пресс опускают для пробной.
Небольшим надавливанием устанавливают начальное положение индентора. После, сообщают уже солидный вес, держат определенное время, потом, измеряют диаметр следа. Звучит «стройно», но есть сложность.
По краям отпечатка образуются навалы и наплывы материала. Из-за них диаметр, глубина могут быть неточными. Твердость по методу Бринелля измеряют до упругого восстановления, то есть до возвращения материала в первоначальную форму. Это возвращение может быть неполным. Тогда, фиксируется его степень.
В схожем методе Роквелла упругого восстановления не дожидаются, да и в качестве индентора используют не только металлические шары, но и алмазные конусы. Это стоит учитывать, замеряя твердость по Бринеллю и Роквеллу. Для чистоты эксперимента можно добавить еще один метод, главное, соблюсти нюансы исследований и уметь соотнести их результаты. Об этом и поговорим.
Определение твердости по Бринеллю – о цифрах и буквах
Результаты исследований выражаются в буквенно-цифровой записи.
Из букв в ней присутствуют либо HB, либо HBW. Первое обозначение актуально для стального шарика. Вторая запись указывает на то, что вдавливали сферу из карбида вольфрама. К буквам добавляют 2 или 3 числа. Первое – показатель твердости. Максимально возможный по Бринеллю – 650. Такой показатель измеряется карбидным индентором. Стальной вдавливается в материалы твердостью до 450-ти единиц.
Второе число в записи – диаметр шарика-наконечника. Он не указывается лишь в том случае, если максимальный, то есть равен 10-ти миллиметрам. Третье число в обозначении – сила, с которой давили на испытуемый образец. Рассмотрим такой перевод твердости по Бринеллю: 500 HBW 5/800. Запись HBW свидетельствует о применение карбидного шарика. Его диаметр составил 5 миллиметров.
Сила давления была равна 800-от килограммов силы (кгс). 500- итоговая твердость материала. Вычисляется она по формуле отношения приложенного усилия к площади отпечатка. Интересно, что со значениями шкалы Бринелля совпадает еще одна – Виккерса.
Обе начинаются со 100 единиц. Правда наивысшая твердость по Виккерсу и Бринеллю разнится.
У Виккерса значения доходят до 1 200-от. Записи результатов отличаются лишь буквами. Шкала Виккерса обозначается HV. Стоит учитывать это, выбирая товары с указанием твердости. То, что по Бринеллю тверже стали, по Виккерсу – материал весьма податливый.
Кстати, согласно большинству словарей, твердость – это свойства пластичности, упругости и сопротивления деформациям, или иным разрушениям, при вдавливании в верхний слой испытуемого образца другого, более твердого вещества. Ну, вот, уточнили о чем речь. Пора разобраться, какая твердость и для каких материалов считается приемлемой.
Твердость по Бринеллю – таблица значений
Твердость стали по Бринеллю может быть от 103-ти до 200-от единиц. Показатель зависит от марки. Не стоит забывать, что существует мягкая, нержавеющая и закаленная сталь. Сплав Ст0, к примеру, занимает нижнюю планку твердости.
СТ2пс – марка со 116-ю HB. У СТ3пс показатель равен 131. 170 HB отличают сталь СТ5Гпс и СТ5пс. 200 единиц у марок ВСт6сп, СТ6пс и СТ6сп.
Твердость металлов по Бринеллю, в том числе и их сплавов, к коим причисляется сталь, важна при эксплуатации многих предметов. Пример – подшипники. Они подвергаются трению. Будь сплав для подшипников мягким, машина не отходит и гарантийного срока. Сопротивляемость деталей износу, зависящая от твердости, важна и при конструировании космических аппаратов, летной техники, строительных конструкций.
Твердость стали по Брюнеллю для арматуры высотных зданий, к примеру, должна быть не ниже 150-ти единиц. Если брать усредненные цифры для металлов, то черные, как правило, маркируются числом 140 HB, а твердость цветных не превышает 130-ти. Драгоценные металлы одни из самых податливых.
Так, твердость платины по Бринеллю – всего 50. Выше говорилось, что шкала начинается со 100. Однако, современные технологи нередко дополняют ее, доводя до единицы.
Твердость некоторых цветных металлов щелочноземельной группы составляет всего 30 HB.
Если вопрос не о строительстве и конструировании машин, а о ремонте, людей больше интересуют показатели древесины. Ее твердость тоже иногда измеряют по Бринеллю. Для сплавов металлов есть ГОСТы. Массы изначально «замешивают» в соответствии с техническими требованиями. Для древесины условия иные. Твердость зависит не только от породы, но и от условий произрастания.
Липа из разных местностей может отличаться на 10-20 баллов, как и сосна, дуб, ольха. Поэтому, лучше смотреть не из чего сделаны стол, или паркет, а какая твердость указана в документах к ним.
Для паркета берется древесина, как минимум, средней твердости. Если отбросить, погрешность на условия произрастания, точно подойдут блоки из белой акации, самшита, железной березы, граба и кизила.
Твердость этих пород приближенна к 100 HB. Это на торцах. Радиальный и тангенциальный показатели неизбежно ниже процентов на 30.
Древесину по Бринеллю мерят в странах Европы. Россия к ним примыкает. Продукция из США соответствует шкале Янка. Этот тест узконаправлен, применим только к дереву.
В Америке прилагаемую к материалу силу записывают не в килограммах, а в фунтах. Диаметр металлического шарика выражен в дюймах, составляет 0,444. В миллиметрах это около 11-ти.
Итоговый результат измерений не бывает ниже 660 единиц. Высший показатель – 4 500. Таким «хвастается» гваяковое дерево. Оно одно из самых дорогих, поскольку из-за твердости сложно обрабатывается, к тому же, редко встречается.
В общем, число 4 500, даже на товарах из Штатов, встретишь редко. А вот значения Бринелля проставлены на большинстве продукции, изготавливаемой в России, и завозимой из-за рубежа. Это шкала, в премудростях которой стоит разобраться.
Жесткость воды в Неваде и информация о жесткой воде в городе
Качество воды в штате Невада
Большая часть населения Невады проживает в городе Лас-Вегас, вода в котором очень жесткая.
Почти 90% воды Лас-Вегаса поступает из озера Мид. Остальные 10% приходятся на скважины, которые выходят из водоносного горизонта под долиной Лас-Вегаса, известного как водоносные горизонты бассейна. Эти водоносные горизонты естественным образом пополняются за счет осадков в Весенних горах. По большей части остальная часть штата в значительной степени зависит от подземных водоносных горизонтов для обеспечения водоснабжения за пределами крупных городов.
Когда идет дождь, он собирается в озерах и водоносных горизонтах. Горные породы в этих водоемах начинают медленно таять и обогащать воду растворенными минералами. Чем больше количество растворенных минералов в воде, тем она жестче. Жесткость воды в Неваде очень высокая. Согласно собранным нами данным, средние показатели в штате Невада считаются одними из самых сложных в США. Это проблема, с которой сталкивается большинство жителей.
Невада Жесткость воды по городам
Город с самой жесткой водой — Элко, 410 частей на миллион; с другой стороны, вода в Рино относительно мягкая – 38 частей на миллион.
В мировой столице развлечений Лас-Вегасе уровень жесткости воды составляет 275 частей на миллион.
Насколько жесткая моя вода?
| Город | Данные о жесткости воды |
|---|---|
Карсон Сити 89701 | 89706 | 89703 | 89705 | 89702 | 104 частей на миллион (мг/л) или 6 gpg |
Элко 89801 | 410 частей на миллион (мг/л) или 24 гпг |
Хендерсон 89052 | 89074 | 89015 | 89014 | 89012 | 89002 | 89011 | 89044 | 325 частей на миллион (мг/л) или 19 гпг |
Джекпот 89825 | 310 частей на миллион (мг/л) или 18 гпг |
Лас-Вегас 89108 | 89110 | 89121 | 89115 | 89123 | 89129 | 89117 | 89147 | 89148 | 89119 | 89103 | 89122 | 89131 | 89101 | 89183 | 89139 | 89149 | 89104 | 89102 | 89107 | 89178 | 89128 | 89130 | 89142 | 89141 | 89113 | 89156 | 89135 | 89106 | 89120 | 89134 | 89145 | 89166 | 89118 | 89169 | 89144 | 89146 | 89138 | 89143 | 89109 | 89179 | 89124 | 89161 | 278 частей на миллион (мг/л) или 16 гпг |
Банкервиль 89007
| 310 частей на миллион (мг/л) или 18 гпг |
Рино 89502 | 89506 | 89509 | 89523 | 89521 | 89503 | 89512 | 89511 | 89508 | 89519 | 89501 | 89510
| 38 частей на миллион (мг/л) или 2 гпг |
Искры 89436 | 89431 | 89434 | 89441
| 67 частей на миллион (мг/л) или 4 gpg |
Тонопа 89049
| 270 частей на миллион (мг/л) или 16 гпг |
Виннемукка 89445 | 89446
| 210 частей на миллион (мг/л) или 12 гпг |
Другие промышленные полезные ископаемые, используемые в строительстве, такие как гипс, известняк, песок и гравий, в изобилии встречаются в Неваде. С одним из крупнейших геотермальных месторождений в мире, которое «добывается» для выработки электроэнергии. Вода, используемая в горнодобывающей промышленности, богата минералами, ее жесткость может достигать более 2000 частей на миллион.
Например, жесткость воды в Лас-Вегасе составляет 278 частей на миллион, что делает решение этой проблемы важным для жителей Лас-Вегаса. Одним из старомодных, неэффективных, дорогих и вредных для здоровья методов очистки жесткой воды является использование умягчителя воды на основе соли. Большинство людей не понимают, что если вы используете смягчитель воды, вы фактически удаляете кальций и магний из питьевой воды и добавляете соль в свой рацион. Кроме того, во многих штатах запрещено использование умягчители воды на солевой основе . 
Чтобы узнать больше о том, как Hydro FLOW решает проблемы, связанные с жесткой водой, ознакомьтесь с нашей страницей технологии . Возможно, вы захотите прочитать этот блог, в котором объясняется разница между кондиционерами для воды и умягчителями воды: Блог о кондиционерах и умягчителях воды . 
Этот уровень жесткости считается «чрезвычайно жестким». На самом деле, в Лас-Вегасе одна из самых жестких вод в стране! Исследование, опубликованное Homewater 101, даже показывает, что мы занимаем второе место в стране 2 для самой жесткой воды в Соединенных Штатах (после Индианаполиса, согласно исследованию).
По этой причине многие жители Лас-Вегаса вкладывают средства в установку для смягчения воды, чтобы бороться с воздействием минеральной воды.
Накопление минералов может сделать приборы менее эффективными, и вы даже можете заметить, что ваш счет за воду выше, чем обычно.
Однако кондиционер для воды не просто смягчает воду, он также фильтрует воду и удаляет токсины, загрязняющие вещества и химические вещества, содержащиеся в водопроводной воде.