Ahoj! Ako dodávateľ povrchových tvrdomerov som na vlastnej koži videl, ako môže chemické zloženie materiálov vrhnúť skutočnú krivku do procesu merania. V tomto blogu rozoberiem, ako môžu rôzne chemické prvky v materiáli zasahovať do výsledkov, ktoré získate pomocou testera povrchovej tvrdosti.
Najprv si rýchlo prejdime, čo robí tester povrchovej tvrdosti. Je to šikovný nástroj, ktorý meria tvrdosť materiálu aplikovaním malého zaťaženia na indentor (zvyčajne diamantový kužeľ alebo oceľovú guľu) a následným meraním hĺbky vtlačenia. Čím je priehlbina plytšia, tým je materiál tvrdší. Jednoduché, však? Ale veci sa trochu skomplikujú, keď sa začnete pozerať na chemické zloženie materiálu, ktorý testujete.
Obsah uhlíka
Uhlík je jedným z najdôležitejších prvkov, pokiaľ ide o tvrdosť kovov, najmä ocelí. Vo všeobecnosti platí, že čím viac uhlíka oceľ obsahuje, tým je tvrdšia. Je to preto, že atómy uhlíka môžu vytvárať karbidy, čo sú skutočne tvrdé častice, ktoré spevňujú kovovú matricu. Keď používate tester povrchovej tvrdosti na oceli s vysokým obsahom uhlíka, pravdepodobne získate vyššiu hodnotu tvrdosti v porovnaní s oceľou s nízkym obsahom uhlíka.
Napríklad nízkouhlíková oceľ s približne 0,1 % uhlíka môže mať relatívne mäkkú štruktúru. Tester povrchovej tvrdosti dokáže urobiť hlbšie vtlačenie, pretože nie je veľa karbidov, ktoré by odolali indentoru. Na druhej strane, vysoko uhlíková oceľ s 1 % alebo viac uhlíka bude mať veľa karbidov. Tieto karbidy sa správajú ako malé tehličky v stene, čo značne sťažuje pretlačenie indentoru. Takže vrúbkovanie bude plytšie a údaj o tvrdosti bude vyšší.
Legujúce prvky
Okrem uhlíka existujú aj iné legujúce prvky, ktoré môžu mať veľký vplyv na tvrdosť. Prvky ako chróm, nikel, molybdén a vanád sa často pridávajú do ocelí na zlepšenie ich vlastností.
Chróm je známy svojou schopnosťou vytvárať tvrdé karbidy chrómu. Pomáha tiež zlepšovať odolnosť ocele proti korózii. Keď testujete chróm legovanú oceľ pomocou testera povrchovej tvrdosti, prítomnosť týchto karbidov chrómu môže zvýšiť tvrdosť. Indentor bude mať ťažší čas preniknúť do materiálu, čo bude mať za následok vyššiu hodnotu tvrdosti.
Nikel je na druhej strane trochu iný. Nevytvára tvrdé karbidy ako chróm, ale môže spevniť oceľovú matricu inými spôsobmi. Môže zlepšiť húževnatosť a ťažnosť ocele, ale má tiež vplyv na tvrdosť. V niektorých prípadoch môžu mať ocele legované niklom rovnomernejšie rozloženie tvrdosti, vďaka čomu je meranie tvrdosti konzistentnejšie.
Dôležitými legovacími prvkami sú aj molybdén a vanád. Môžu vytvárať veľmi tvrdé karbidy a nitridy, ktoré môžu výrazne zvýšiť tvrdosť ocele. Keď testujete oceľ s týmito prvkami, možno zistíte, že tester povrchovej tvrdosti vám poskytne oveľa vyššiu hodnotu ako obyčajná uhlíková oceľ.
Nekovové inklúzie
Nekovové inklúzie sú ďalším faktorom, ktorý môže ovplyvniť meranie tvrdosti. Tieto inklúzie môžu byť veci ako oxidy, sulfidy a kremičitany. Často sú prítomné v materiáli ako výsledok výrobného procesu.
Nekovové inklúzie môžu pôsobiť ako slabé miesta v materiáli. Keď indentor testera povrchovej tvrdosti narazí na inklúziu, môže to spôsobiť abnormálne vtlačenie. Ak je inklúzia mäkká, indentor môže klesnúť hlbšie v tejto oblasti, čo vedie k nižšej tvrdosti. Na druhej strane, ak je inklúzia tvrdá, môže odolávať indentoru viac ako okolitý materiál, čo vedie k lokálnemu zvýšeniu tvrdosti.
To môže spôsobiť, že meranie tvrdosti bude menej presné, pretože výsledky sa môžu líšiť v závislosti od toho, kde indentor narazí na materiál. Na získanie spoľahlivejšieho merania je často potrebné vykonať viacero meraní na rôznych miestach povrchu materiálu.
Veľkosť zrna
Veľkosť zrna materiálu úzko súvisí s jeho chemickým zložením a môže ovplyvniť aj meranie tvrdosti. Vo všeobecnosti je materiál s menšou zrnitosťou tvrdší ako materiál s väčšou zrnitosťou.
Chemické zloženie materiálu môže ovplyvniť veľkosť zŕn počas výrobného procesu. Napríklad niektoré legujúce prvky môžu pôsobiť ako zjemňovače zrna. Zabraňujú tomu, aby sa zrná počas tepelného spracovania príliš zväčšili. Keď testujete materiál s jemnozrnnou štruktúrou pomocou testera povrchovej tvrdosti, menšie zrná poskytujú vtláčadlu väčšiu odolnosť. To vedie k plytšiemu vrúbkovaniu a vyššej tvrdosti.
Ako naši testeri zvládajú tieto komplikácie
V našej spoločnosti chápeme, že chemické zloženie materiálov môže urobiť z testovania tvrdosti skutočnú výzvu. Preto sme naše testery povrchovej tvrdosti navrhli tak, aby boli čo najpresnejšie a najspoľahlivejšie, a to aj pri práci so zložitými materiálmi.
nášDvojité použitie povrchovej tvrdosti a Rockwellov tester tvrdostije skvelým príkladom. Je to všestranný stroj, ktorý si poradí so širokou škálou materiálov. Využíva pokročilú technológiu, ktorá zabezpečuje rovnomerné zaťaženie a presné meranie vtlačenia. To pomáha minimalizovať chyby spôsobené chemickým zložením materiálu.
TheRockwellov tester povrchovej tvrdostije ďalšou skvelou možnosťou. Je špeciálne navrhnutý na meranie tvrdosti tenkostenných materiálov a povrchovo tvrdených častí. Dokáže presne zmerať tvrdosť aj v prítomnosti legujúcich prvkov a nekovových inklúzií.
A ak hľadáte špecializovanejší tester, nášHR - 45A model povrchový tvrdomer Rockwellje špičková voľba. Je známy svojou vysokou presnosťou a jednoduchosťou použitia. Môže vám poskytnúť konzistentné a spoľahlivé údaje o tvrdosti bez ohľadu na chemické zloženie materiálu.
Záver
Ako vidíte, chemické zloženie materiálu môže mať obrovský vplyv na meranie povrchového tvrdomeru. Obsah uhlíka, legujúce prvky, nekovové inklúzie a veľkosť zŕn zohrávajú úlohu pri určovaní tvrdosti materiálu a môžu ovplyvniť presnosť merania tvrdosti.
Ale nebojte sa! Náš rad povrchových tvrdomerov je navrhnutý tak, aby prekonal tieto výzvy. Či už testujete vysoko uhlíkovú oceľ, legovaný kov alebo materiál s nekovovými inklúziami, naše testery vám môžu poskytnúť presné a spoľahlivé výsledky.
Ak hľadáte tester povrchovej tvrdosti, radi sa s vami porozprávame. Môžeme vám pomôcť vybrať ten správny tester pre vaše špecifické potreby a odpovedať na všetky vaše otázky. Neváhajte teda osloviť a začať proces obstarávania. Sme tu, aby sme vám testovanie tvrdosti čo najviac zjednodušili a spresnili.
Referencie
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2011). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- Výbor príručky ASM. (1990). Príručka ASM: zväzok 8: Mechanické testovanie a hodnotenie. ASM International.