Transcript ZKOUŠKY TVRDOSTI – komplexní didaktické zpracování problému
ZKOUŠKY TVRDOSTI
komplexní didaktické zpracování problému
Definice tvrdosti
H = f (e, P, F, T, t, v)
H
…
e
...
P
...
F
...
T
...
t
...
v
...
tvrdost (z anglického slova
hardness
) elastické vlastnosti zkoušeného materiálu plastické vlastnosti zkoušeného materiálu velikost síly působící na vnikací těleso tvar, rozměry a tvrdost vnikacího tělesa tření mezi vnikacím tělesem a vzorkem rychlost pohybu vnikacího tělesa
Podle principu:
vtiskové vrypové odrazové kyvadlové
Rozdělení metod měření tvrdosti
Podle rychlosti zatěžování:
statické dynamické dynamicko – elastické dynamicko – plastické
Podle účelu měření:
zkoušky makrotvrdosti zkoušky mikrotvrdosti
Zkouška tvrdosti podle Brinella
HBS
HBW
0 , 102
D
D
2
F D
2
d
2
•
Tato metoda je vhodná pro: lité, heterogenní materiály
(grafitické litiny..) •
z důvodu velkého Ø kuličky a vysoké zátěžné F se tvrdost měří na poměrně velké ploše a tím se snižuje riziko ovlivnění výsledku lokální chemickou a strukturní heterogenitou
měkké slitiny
vícefázové (Al slitiny, dural, mosaz, bronz..),jednofázové i Pozn: • Norma stanovuje nejen zátěžnou F, průměry vnikacího tělíska, ale také geometrické omezení vpichů (min. vzdálenost mezi dvěmi vpichy, min. vzdálenost prvního vpichu od okraje a min. tloušťku materiálu). • Tvrdost se měří na seříznutých plochách, popř. na výbrusech • Tvrdost se určuje podle průměru vtisku vnikací kuličky
Zkouška tvrdosti podle Vickerse
HV
0 , 102
2
F
sin
2
d
2
0 , 1891
F d
2
• •
Tato metoda se zejména hodí pro: Velmi tvrdé a homogenní (jednofázové) materiály
nedá se použít pro grafitické, heterogenní slitiny a pro lité materiály, kde je nebezpečí staženin z důvodu tvaru vnikacího tělíska (diamantový jehlan)
Vrstvy
(cementační EHT, nitridační NHT..) Pozn: • Norma stanovuje nejen zátěžnou F, průměry vnikacího tělíska, ale také geometrické omezení vpichů (min. vzdálenost mezi dvěmi vpichy, min. vzdálenost prvního vpichu od okraje a min. tloušťku materiálu). • Tvrdost se měří na seříznutých plochách, popř. na výbrusech • Jedná se o nejpřesnější metodu měření tvrdosti • Tvrdost se určuje podle průměrné délky úhlopříček vtisku
Zkouška tvrdosti podle Rockwella
HRA
,
HRC
,
HRD
100
h
0 , 002
HRB
,
HRE
,
HRF
,
HRG
,
HRH
,
HRK
130
h
0 , 002
HRN
,
HRT
100
h
0 , 001
Tato metoda se zejména hodí pro:
Pozn: • Tvrdost se neměří, na základě hloubky vtisku se odečítá ze stupnice • Tato metoda je primitivní, nejméně přesná, rychlá • Touto metodou můžeme měřit tvrdost na povrchu materiálu na jakémkoliv místě (hřídele..), nemusíme upravovat ani zarovnávat plochu • 0,5 HR odpovídá 10 HV, což potvrzuje nepřesnost metody
Zkoušky mikrotvrdosti Metoda Vickers Metoda Knoop
HV
0 , 1891
F d
2
KHN
1 , 4513
F L
2
Dynamicko – plastické metody Poldi kladívko Baumannovo kladívko
Tyto metody se zejména hodí pro:
•
Velké a těžké odlitky
Poldi i Baumannovo kladivo je přenosné
Pozn: • Jedná se o porovnávací metody (vtisk se porovnává s etalonem, jehož tvrdost a chemické složení známe)
Dynamicko – elastické metody Shoreho skleroskop Duroskop
Tyto metody se zejména hodí pro:
• • •
Pryže, plasty Tvrdé povrchy ocelí
(po zpevňování povrchu…)
Tam, kde ostatní metody nefungují
Vztahy mezi tvrdostí a základními materiálovými charakteristikami
pro nejběžnější konstrukční materiály (nízkouhlíkové a nízkolegované oceli, litiny atd.): mez kluzu:
R
e = (3,33 ÷ 5) ∙ HV (HB)
mez pevnosti:
R
m = (2,86 ÷ 3,33) ∙ HV (HB)
pro svařitelné uhlíkové a uhlíko-manganové oceli: smluvní mez kluzu:
R
p 0,2 = 3,28 ∙ HV – 221
mez pevnosti (pro HV 100 ÷ 250):
R
m = 3,3 ∙ HV – 8
mez pevnosti (pro HV 250 ÷ 400):
R
m = 3,15 ∙ HV – 8 ***