Металл материалының бетінің қатты заттардың ойылуына төтеп беру қабілеті қаттылық деп аталады. Әртүрлі сынақ әдістері мен қолдану аясына сәйкес, қаттылықты Бринелл қаттылығы, Роквелл қаттылығы, Виккерс қаттылығы, Шор қаттылығы, микроқаттылық және жоғары температура қаттылығы деп бөлуге болады. Құбырлар үшін жиі қолданылатын үш қаттылық бар: Бринелл, Роквелл және Виккерс қаттылығы.
A. Бринелл қаттылығы (HB)
Белгілі бір диаметрдегі болат шарды немесе карбид шарын пайдаланып, үлгі бетіне көрсетілген сынақ күшімен (F) басыңыз. Белгілі бір ұстап тұру уақытынан кейін сынақ күшін алып тастап, үлгі бетіндегі ойық диаметрін (L) өлшеңіз. Бринелл қаттылық мәні - сынақ күшін ойық сфераның беткі ауданына бөлу арқылы алынған бөлшек. HBS (болат шар) арқылы өрнектелген өлшем бірлігі N/мм2 (МПа) болып табылады.
Есептеу формуласы:
Формулада: F–металл үлгісінің бетіне басылған сынақ күші, N;
D – Сынақ үшін болат шардың диаметрі, мм;
d – ойықтың орташа диаметрі, мм.
Бринелл қаттылығын өлшеу дәлірек және сенімдірек, бірақ әдетте HBS тек 450Н/мм2 (МПа) төмен металл материалдарға жарамды және қаттырақ болат немесе жұқа пластиналарға жарамайды. Болат құбыр стандарттарының ішінде Бринелл қаттылығы ең кең таралған. Материалдың қаттылығын білдіру үшін жиі ойық диаметрі d қолданылады, бұл интуитивті және ыңғайлы.
Мысал: 120HBS10/1000130: Бұл диаметрі 10 мм болат шарды 1000Kgf (9,807KN) сынақ күшімен 30 секунд (секунд) бойы пайдалану арқылы өлшенген Бринелл қаттылық мәні 120N/mm2 (МПа) екенін білдіреді.
B. Роквелл қаттылығы (HR)
Бринелл қаттылық сынағы сияқты, Роквелл қаттылығын сынау әдісі шегініс сынағы болып табылады. Айырмашылығы - ол шегініс тереңдігін өлшейді. Яғни, бастапқы сынақ күші (Fo) мен жалпы сынақ күшінің (F) тізбекті әрекеті кезінде шегініс (болат диірменінің конусы немесе болат шары) үлгінің бетіне басылады. Белгіленген ұстау уақытынан кейін негізгі күш жойылады. Сынақ күшін өлшеу үшін өлшенген қалдық шегініс тереңдігінің өсімін (e) пайдаланып, қаттылық мәнін есептеңіз. Оның мәні HR белгісімен көрсетілген белгісіз сан болып табылады және қолданылатын шкалаларға A, B, C, D, E, F, G, H және K қоса алғанда, 9 шкала кіреді. Олардың ішінде болат қаттылығын сынау үшін жиі қолданылатын шкалаларға әдетте A, B және C, атап айтқанда HRA, HRB және HRC жатады.
Қаттылық мәні келесі формула бойынша есептеледі:
А және С шкалаларымен сынақтан өткізген кезде, HR=100-e
В шкаласы бойынша тестілеу кезінде HR=130-e
Формулада e – қалдық ойық тереңдігінің өсімі 0,002 мм көрсетілген бірлікпен өрнектеледі, яғни ойықтың осьтік ығысуы бір бірлікке (0,002 мм) тең болғанда, ол Роквелл қаттылығының бір санға өзгеруіне тең. e мәні неғұрлым үлкен болса, металлдың қаттылығы соғұрлым төмен болады және керісінше.
Жоғарыда аталған үш шкаланың қолданылу аясы келесідей:
HRA (ромб конусының ойығы) 20-88
HRC (ромб конусының ойығы) 20-70
HRB (диаметрі 1,588 мм болат шарлы ойық) 20-100
Роквелл қаттылығын сынау қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады, оның ішінде HRC болат құбырларының стандарттарында Бринелл HB қаттылығынан кейінгі екінші орында қолданылады. Роквелл қаттылығын металл материалдарды өте жұмсақтан өте қаттыға дейін өлшеу үшін пайдалануға болады. Бұл Бринелл әдісінің кемшіліктерін өтейді. Ол Бринелл әдісіне қарағанда қарапайым және қаттылық мәнін қаттылық машинасының циферблатынан тікелей оқуға болады. Дегенмен, оның кішкентай ойығына байланысты қаттылық мәні Бринелл әдісі сияқты дәл емес.
C. Виккерс қаттылығы (HV)
Виккерс қаттылық сынағы да ойықтылықты тексеру әдісі болып табылады. Ол қарама-қарсы беттер арасында 1360 бұрышы бар шаршы пирамида тәрізді ромб ойығын таңдалған сынақ күшімен (F) сынақ бетіне басады және көрсетілген ұстап тұру уақытынан кейін оны жояды. Күш, ойықтың екі диагоналінің ұзындығын өлшейді.
Виккерс қаттылық мәні сынақ күшінің ойық бетінің ауданына бөліну коэффициенті болып табылады. Оның есептеу формуласы:
Формулада: HV–Викерс қаттылық белгісі, N/mm2 (МПа);
F–сынақ күші, N;
d – ойықтың екі диагоналінің арифметикалық орташа мәні, мм.
Виккерс қаттылығында қолданылатын сынақ күші F 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) және басқа алты деңгей болып табылады. Қаттылық мәнін өлшеуге болады. Диапазоны 5~1000HV.
Өрнек әдісінің мысалы: 640HV30/20 дегеніміз, 20 секунд (секунд) ішінде 30Hgf (294,2 Н) сынақ күшімен өлшенген Виккерс қаттылық мәні 640 Н/мм2 (МПа) екенін білдіреді.
Виккерс қаттылық әдісін өте жұқа металл материалдары мен беткі қабаттарының қаттылығын анықтау үшін қолдануға болады. Ол Бринелл және Роквелл әдістерінің негізгі артықшылықтарына ие және олардың негізгі кемшіліктерін жояды, бірақ ол Роквелл әдісі сияқты қарапайым емес. Виккерс әдісі болат құбыр стандарттарында сирек қолданылады.
Жарияланған уақыты: 03.04.2024
