Ahoj! Ako dodávateľ indentorov na testovanie tvrdosti som z prvej ruky videl, ako fungujú rôzne typy indentorov a aké jedinečné princípy merania dodržiavajú. V tomto blogu rozoberiem rozdiely v princípoch merania rôznych indentorov na testovanie tvrdosti, aby ste mohli lepšie pochopiť, ktorý z nich najlepšie vyhovuje vašim potrebám.
Začnime testom tvrdosti podľa Rockwella a konkrétneRockwell Ball Indenter. Rockwellov test je veľmi populárny, pretože je rýchly a dá sa použiť na širokú škálu materiálov. Základnou myšlienkou Rockwellovho testu je zmerať hĺbku prieniku indentoru pri špecifickom zaťažení.
Pre Rockwell Ball Indenter je to zvyčajne oceľová guľa určitého priemeru. Najprv sa na materiál aplikuje menšie zaťaženie. Toto malé zaťaženie pomáha správnemu usadenie indentoru na povrchu materiálu. Potom sa k malej záťaži pridá veľká záťaž. Po uplynutí nastavenej doby sa hlavná záťaž odstráni, ale menšia záťaž zostane. Meria sa rozdiel v hĺbke prieniku medzi tým, keď sa aplikuje len malé zaťaženie a keď sa aplikuje (a potom odstráni) veľké zaťaženie. Tento rozdiel hĺbky sa potom použije na určenie čísla tvrdosti podľa Rockwella. Čím je materiál tvrdší, tým menej sa bude pri zaťažení deformovať, a teda aj menšia hĺbka prieniku.
Teraz prejdime k testu tvrdosti podľa Brinella. Brinell indentor je typicky kalená oceľová alebo karbidová guľa, zvyčajne s väčším priemerom v porovnaní s Rockwellovou guľou. Pri Brinellovej skúške sa na materiál pôsobí jedno, relatívne vysoké zaťaženie počas určitého času, zvyčajne 10 - 30 sekúnd. Po odstránení záťaže sa pomocou mikroskopu meria priemer priehlbiny, ktorá zostala na povrchu materiálu. Číslo tvrdosti podľa Brinella sa vypočíta na základe aplikovaného zaťaženia a plochy povrchu vtlačenia. Tvrdší materiál bude mať menší priemer vtlačenia, čo bude mať za následok vyššie číslo tvrdosti podľa Brinella.
Jedným z kľúčových rozdielov medzi testami Rockwell a Brinell (a ich príslušnými indentormi) je spôsob merania tvrdosti. Rockwellov test sa zameriava na hĺbku prieniku, zatiaľ čo Brinellov test sa zameriava na priemer priehlbiny. To znamená, že Rockwellov test je vhodnejší pre tenké materiály alebo materiály, kde si neželáte veľké prehĺbenie, keďže meria len zmenu hĺbky. Na druhej strane, Brinellov test je lepší pre materiály s hrubou alebo heterogénnou štruktúrou, pretože väčšie vtlačenie spriemeruje odchýlky v materiáli.
Ďalej nasleduje Vickersova skúška tvrdosti, ktorá využíva aTvrdomer Diamond Indenterv tvare štvorcovej pyramídy. Pri Vickersovom teste sa materiál zaťažuje pomocou diamantového indentora. Po odstránení záťaže sa pomocou mikroskopu zmerajú diagonálne dĺžky štvorcového prehĺbenia, ktoré zostalo na materiáli. Číslo tvrdosti podľa Vickersa sa vypočíta na základe aplikovaného zaťaženia a plochy povrchu vtlačenia.
Vickersov test je známy svojou vysokou presnosťou a možno ho použiť na širokú škálu materiálov, od veľmi mäkkých až po veľmi tvrdé. Je tiež skvelý na meranie tvrdosti malých plôch alebo tenkých vrstiev, pretože priehlbina je relatívne malá. Diamantový indentor je extrémne tvrdý a vydrží vysoké zaťaženie bez deformácie, vďaka čomu je ideálny na testovanie tvrdých materiálov.
V porovnaní s Rockwellovým a Brinellovým testom má Vickersov test presnejšie meranie, pretože meria diagonálne dĺžky vtlačenia, čo dáva lepšiu predstavu o tvrdosti materiálu. Je to však o niečo náročnejšie na čas, pretože vyžaduje starostlivé meranie dĺžok uhlopriečok.
Ďalším dôležitým indentorom je indentor Knoop. Indentor Knoop je tiež diamantový indentor, ale má predĺžený, kosoštvorcový tvar. Podobne ako pri Vickersovom teste sa na materiál pôsobí záťažou pomocou Knoopovho indentora. Po odstránení zaťaženia sa meria dĺžka dlhej uhlopriečky priehlbiny. Knoopovo číslo tvrdosti sa vypočíta na základe aplikovaného zaťaženia a projektovanej oblasti vtlačenia.
Knoopov test je obzvlášť užitočný na testovanie krehkých materiálov alebo materiálov s hierarchickou štruktúrou. Predĺžený tvar indentora spôsobuje menšie praskanie a poškodenie materiálu v porovnaní s indentorom štvorcového tvaru, akým je Vickers. Tiež, pretože meria iba dlhú uhlopriečku priehlbiny, môže byť použitý na testovanie veľmi tenkých vrstiev alebo oblastí s obmedzeným priestorom.
Prečo sú teda tieto rozdiely v princípoch merania dôležité? V závislosti od materiálu, ktorý testujete, veľkosti vzorky a úrovne presnosti, ktorú potrebujete, si budete chcieť vybrať správny indentor a testovaciu metódu. Ak napríklad testujete veľký, hrubý kus kovu s drsným povrchom, najlepšou voľbou môže byť test podľa Brinella. Ale ak pracujete s malým, jemným elektronickým komponentom, Vickers alebo Knoopov test s diamantovým indentorom by bol vhodnejší.
Ako dodávateľ indentorov na testovanie tvrdosti chápem, že výber správneho indentora môže byť trochu mätúci. Preto som tu, aby som vám pomohol. Či už potrebujete Rockwell Ball Indenter na rýchle meranie tvrdosti na rôznych kovoch alebo ťažko pracujúciTvrdomer Diamond Indenterpre presné testovanie tvrdých materiálov, mám vás pokryté.
Ak hľadáte indentor na testovanie tvrdosti a máte nejaké otázky o tom, ktorý z nich je vhodný pre vašu aplikáciu, neváhajte a oslovte. Môžeme prediskutovať vaše špecifické potreby a urobím všetko pre to, aby som vám poskytol dokonalý indentor pre vaše požiadavky na testovanie tvrdosti.
Referencie
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2010). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- ASTM International. (2019). Štandardné skúšobné metódy pre Rockwellovu tvrdosť a Rockwellovu povrchovú tvrdosť kovových materiálov. ASTM E18 - 19.
- ASTM International. (2019). Štandardná skúšobná metóda pre tvrdosť kovových materiálov podľa Brinella. ASTM E10 - 18a.
- ASTM International. (2018). Štandardné skúšobné metódy pre tvrdosť materiálov podľa Vickersa a tvrdosť podľa Knoopa. ASTM E92 - 17e1.