Pokiaľ ide o testovanie tvrdosti, výber indicentora hrá rozhodujúcu úlohu pri získavaní presných a spoľahlivých výsledkov. Medzi rôznymi typmi dostupných indikátorov sú kužeľové a pyramidálne indicenti dve bežne používané možnosti. Ako popredný dodávateľ testu tvrdenia som bol svedkom z prvej ruky odlišné charakteristiky a aplikácie týchto dvoch typov indikátorov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do rozdielov medzi indikátormi tvrdosti s kužeľovými a pyramidálnymi tvrdosťami, skúmam ich jedinečné vlastnosti, výhody a vhodné aplikácie.
Geometrický dizajn
Najzreteľnejší rozdiel medzi kužeľovými a pyramídovými inventovateľmi spočíva v ich geometrických tvaroch. Ako názov nazýva názov, má kužeľový hrot v tvare kužeľa. Kužeľ má zvyčajne dobre definovaný uhol vrcholu a najbežnejším je Brinell Conical insenter s sférickou špičkou. Na rozdiel od toho má pyramídový inscenter hrot v tvare pyramídy. Dvaja najznámejší pyramídny indimentári sú vickers and Knoop inventhers. Vickersov incenter je štvorcová pyramída s vrcholovým uhlom 136 stupňov medzi opačnými tvárami, zatiaľ čo Knoop Indenter je rhombická pyramída s rôznymi dlhými a krátkymi diagonálmi a špecifickými vrcholovými uhlami.
Geometrický dizajn priamo ovplyvňuje tvar odsadenia, ktorý zostane na testovacom materiáli. Kuchársky inscent vytvára kruhové alebo blízke kruhové odsadenie, zatiaľ čo pyramídový inscent produkuje štvorcový (vickers) alebo kosoštvorcový (Knoop) odsadenie. Tento rozdiel v tvare odsadenia má dôsledky na vypočítanie tvrdosti.
Výpočet
Metóda výpočtu tvrdosti sa líši pre kužeľové a pyramidálne indicenti. Pre kužeľový invent, napríklad v teste tvrdosti Brinell, hodnota tvrdosti (HB) sa vypočíta pomocou vzorca (hb = \ frac {2f}}}) Priemer odsadenia.
Na druhej strane, pre vickersovho inscentra sa tvrdosť Vickers (HV) vypočíta podľa vzorca (hv = \ frac {1,854f} {d^{2}}), kde (f) je aplikované zaťaženie a (d) je priemerná dĺžka dvoch diagonálnych odškodnení štvorca. Pre indikátor Knoop je tvrdosť Knoop (HK) daná (Hk = \ frac {14.229f} {L^{2}}), kde (f) je aplikované zaťaženie a (l) je dĺžka dlhej diagonálu rhombickej incentácie.
Rôzne metódy výpočtu sú výsledkom jedinečných geometrických tvarov indicentov a spôsobu, akým interagujú s testovacím materiálom. Výpočet kónického inscentého zohľadňuje sférický tvar a výslednú kruhovú odsadenie, zatiaľ čo výpočty pyramídnych inscentrov sú založené na lineárnych meraniach štvorcových alebo kostných odsadení.
Prenikanie
Kuchárski a pyramídní indimenti tiež vykazujú rôzne penetračné správanie v testovacom materiáli. Kuchársky inscenter aplikuje relatívne rovnomerné rozloženie tlaku okolo špičky počas odsadenia. Keď prenikne do materiálu, deformácia sa vyskytuje radiálnym - symetrickým spôsobom. Je to vhodné pre materiály s homogénnymi mikroštruktúrami, pretože môže poskytnúť celkovú mieru tvrdosti materiálu.
Pyramídne indimentári, najmä vickers Interenter, indukujú zložité pole napätia - napätie počas odsadenia. Ostré okraje pyramídy koncentrujú napätie v rohoch odsadenia, ktoré môžu spôsobiť rôzne typy deformácie v materiáli v porovnaní s kužeľovým inscentrom. Internenter Knoop s predĺženým tvarom má odlišné rozdelenie napätia, ktoré je užitočné na testovanie tenkých - filmových materiálov alebo materiálov s anizotropnými vlastnosťami.
Vhodnosť
Rozdiely v geometrickom návrhu, výpočte tvrdosti a správaní prenikania vedú k rôznej vhodnosti aplikácií pre kužeľových a pyramídnych inscenátorov.
Kužeľoví indicenti, ako napríkladOdrazený rockwell, často sa používajú v aplikáciách, kde sa vyžaduje meranie tvrdosti vo veľkom meradle. Test Brinell, ktorý používa kužeľový inscent, je vhodný na testovanie veľkých materiálov, odliatkov a výkoviek. Môže poskytnúť dobrý náznak celkovej tvrdosti materiálu, najmä pri riešení materiálov, ktoré môžu mať nejaké nehomogenity.
Pyramidálne indicenti, ako napríkladTester s diamantom tvrdosti, sú všestrannejšie v širokej škále aplikácií. Test Vickers sa široko používa na všeobecné testovanie tvrdosti kovov, zliatin, keramiky a iných materiálov. Môže sa použiť pre vzorky malého a rozsahu a rozsiahlych vzoriek a je vhodný pre materiály s rôznymi mikroštruktúrami. Test Knoop, ktorý je schopný urobiť veľmi malé zarážky, je ideálny na testovanie tenkých - filmových povlakov, krehkých materiálov a materiálov s anizotropnými vlastnosťami.
Materiál
KONICKÉ A PYRIMADEMICKÉ INDENTERY sa často vyrábajú z rôznych materiálov a prostredníctvom rôznych výrobných procesov. Kuchárski inventári, najmä tí, ktorí sa používajú pri teste Brinell, sú zvyčajne vyrobené z tvrdeného karbidu z ocele alebo volfrámu. Sférická špička je opracovaná na vysoký stupeň presnosti, aby sa zabezpečila presné odsadenie.
Na druhej strane pyramídne indimenti sú zvyčajne vyrobené z diamantu. Diamond sa vyberie pre svoju extrémnu tvrdosť a opotrebenie - odpor, ktorý je nevyhnutný na vytváranie presných a opakovateľných odsadení. Výroba diamantových pyramídnych inscentorov vyžaduje pokročilé techniky presného obrábania, aby sa zabezpečilo správne vrcholové uhly a povrchovú úpravu.
Presnosť
Pokiaľ ide o presnosť a presnosť, kužeľoví aj pyramidálni inventári môžu pri správnom použití poskytnúť spoľahlivé výsledky. Presnosť merania tvrdosti však môže byť ovplyvnená typom indexu. Kuchonári môžu mať určité obmedzenia pri presnom meraní priemeru kruhovej odsadenia, najmä ak je odsadenie malá alebo materiál má drsný povrch.
Pyramídne indimenti, s ich dobre definovanými geometrickými tvarmi a schopnosťou presne zmerať diagonálne dĺžky odsadenia presne, vo všeobecnosti ponúkajú vyššiu presnosť pri meraní tvrdosti. Testy Vickers a Knoop sú známe svojimi vysokými a presnými výsledkami, vďaka čomu sú vhodné na kontrolu kvality a výskumné aplikácie, kde sú kľúčové hodnoty presných tvrdostí.
Náklady a dostupnosť
Líšia sa aj náklady a dostupnosť kónických a pyramídnych indicentov. Kuchárski indiánci, najmä tí, ktorí sú vyrobené z karbidu ocele alebo volfrámu, sú vo všeobecnosti náklady - efektívnejšie a ľahko dostupné. Sú vhodné pre aplikácie, v ktorých je potrebné vykonať veľké množstvo odsadení, napríklad pri kontrole kvality výroby hmoty.
Pyramídne diamantové zadržiavače sú drahšie kvôli vysokým nákladom na diamantový materiál a komplexného výrobného procesu. Sú však široko dostupné od renomovaných dodávateľov. Vďaka svojim vysokým výkonnostným charakteristikám sa z nich stávajú užitočnou investíciou do aplikácií, ktoré si vyžadujú testovanie vysokej presnosti tvrdosti.
Záver
Stručne povedané, kužeľové a pyramidálne testovacie testy tvrdosti majú zreteľné rozdiely v geometrickom návrhu, výpočte tvrdosti, správaní prenikania, vhodnosti aplikácie, materiálu a výroby, presnosti a presnosti, ako aj nákladov a dostupnosti. Ako dodávateľ testu tvrdosti chápem dôležitosť výberu správneho insentara pre každú konkrétnu aplikáciu. Či už potrebujete kužeľový insdent pre veľké testovanie tvrdosti vo veľkom meradle alebo pyramídny insencent pre merania vysokých - presnosti, máme širokú škálu možností, ako vyhovieť vašim potrebám.
Ak hľadáte vysokokvalitné indikátory tvrdosti, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli podrobnej diskusii. Náš tím expertov je pripravený vám pomôcť pri výbere najvhodnejšieho indikátora pre vašu konkrétnu aplikáciu a poskytnúť vám najlepšie produkty a služby v triede v triede.
Odkazy
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2018). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- ASTM International. (2020). Štandardné testovacie metódy pre tvrdosť Rockwell a povrchová tvrdosť kovových materiálov Rockwell. ASTM E18 - 20.
- ASTM International. (2021). Štandardná skúšobná metóda pre tvrdosť kovových materiálov Vickers. ASTM E92 - 17A.