Նյութի կարծրությունը որոշելու համար առավել հաճախ օգտագործվում է շվեդ ինժեներ Բրինելի գյուտը. մեթոդ, որը չափում է մակերեսի հատկությունները և տալիս է պոլիմերային մետաղների լրացուցիչ բնութագրերը:
Նյութի գնահատում
Այս հայտնագործության շնորհիվ է, որ այժմ գնահատվում է պլաստիկի ամենաարդյունավետ օգտագործումը: Ոչ շատ կոշտ պլաստմասսաները փորձարկվում են առաձգականության և փափկության համար, որպեսզի օգտագործվեն որպես կնքման, կնքման և բարձման նյութ: Brinell-ի մշակումը նյութի ուժն ու կարծրությունը որոշելու մեթոդ է, որը կծառայի կարևոր կիրառություններում՝ շարժակների և եզրագծերի, առանցքակալների ծանր բեռի տակ, թելերով կցամասերի և այլն:
Այս մեթոդը տալիս է ուժի առավել ճշգրիտ գնահատականը: Պարամետրի արժեքը, որը նշվում է P1B-ով, դժվար է գերագնահատել: Այս նպատակով ամենից հաճախ օգտագործվում է Brinell-ի մշակումը, մեթոդ, որի դեպքում նյութի մեջ սեղմվում է հինգ միլիմետրանոց պողպատե գնդակը: Ըստ գնդակի խորության խորության՝ որոշվում է ԳՕՍՏ
Պատմություն
1900 թվականին Շվեդիայից ինժեներ Յոհան Ավգուստ Բրինելը, մեթոդը, որը նա առաջարկեց աշխարհինհանրահայտ դարձած նյութագիտ. Այն ոչ միայն կոչվել է գյուտարարի անունով, այլ դարձել է ամենաշատ օգտագործվողը, ստանդարտացվածը:
Ի՞նչ է կարծրությունը: Սա նյութի հատուկ հատկություն է, որը չի ենթարկվում պլաստիկ դեֆորմացման տեղական շփման գործողությունից, որն ամենից հաճախ հանգում է նյութի մեջ ինդեքսատորի (ավելի կոշտ մարմնի) ներմուծմանը:
Վերականգնված և չվերականգնված կարծրություն
Բրինելի մեթոդը օգնում է չափել վերականգնված կարծրությունը, որը որոշվում է բեռի մեծության և տպագրության ծավալի, պրոյեկցիոն տարածքի կամ մակերեսի հարաբերակցությամբ: Այսպիսով, կարծրությունը կարող է լինել ծավալային, պրոյեկցիոն և մակերեսային: Վերջինս որոշվում է հարաբերակցությամբ՝ բեռը դրոշմակնի տարածքին: Զանգվածային կարծրությունը չափվում է բեռնվածքի և դրա ծավալի հարաբերակցությամբ, իսկ պրոյեկցիոն կարծրությունը բեռն է պրոյեկցիոն տարածքի նկատմամբ, որը թողել է դրոշմը:
Բրինելի մեթոդով չվերականգնված կարծրությունը որոշվում է նույն պարամետրերով, միայն դիմադրության ուժը դառնում է հիմնական չափվող արժեքը, որի հարաբերակցությունը մակերեսի, ծավալի կամ պրոյեկցիայի նկատմամբ ցույց է տրվում նյութի մեջ ներկառուցված ինդեքսով։ Ծավալային, պրոյեկցիոն և մակերևույթի կարծրությունը հաշվարկվում է նույն կերպ՝ դիմադրության ուժի հարաբերակցությամբ կամ ինդեքսի ներկառուցված մասի մակերեսին, կամ դրա պրոյեկցիայի տարածքին կամ ծավալին:
Կարծրության որոշում
Պլաստիկ և առաձգական դեֆորմացիաներին դիմակայելու ունակություն, երբ ենթարկվում ենք ավելի կոշտ նյութիՑուցանիշը կարծրության որոշում է, այսինքն, ըստ էության, սա նյութի ներթափանցման թեստ է: Բրինելի կարծրության մեթոդը չափում է այն բանի, թե որքան խորն է ինդուկտորը ներթափանցել նյութ: Տվյալ նյութի կարծրության ճշգրիտ արժեքը իմանալու համար անհրաժեշտ է չափել ներթափանցման խորությունը։ Դա անելու համար գոյություն ունի Բրինելի և Ռոքվելի մեթոդը, Վիկերսի մեթոդը ավելի քիչ է օգտագործվում:
Եթե Ռոքվելի մեթոդն ուղղակիորեն որոշում է նյութի մեջ գնդակի ներթափանցման խորությունը, ապա Վիկերսը և Բրինելը չափում են դրոշմը իր մակերեսով: Ստացվում է, որ որքան խորն է նյութի ինդեքսը, այնքան մեծ է տպագրության տարածքը։ Բացարձակապես ցանկացած նյութ կարող է ստուգվել կարծրության համար՝ հանքանյութեր, մետաղներ, պլաստմասսա և այլն, սակայն դրանցից յուրաքանչյուրի կարծրությունը որոշվում է իր մեթոդով։
Ինչպես գտնել ճանապարհ
Բրինելի կարծրության մեթոդը շատ լավ է անհամասեռ նյութերի, ոչ շատ կոշտ համաձուլվածքների համար: Ոչ միայն նյութի տեսակն է որոշում չափման մեթոդը, այլև հենց այն պարամետրերը, որոնք պետք է որոշվեն: Համաձուլվածքների կարծրությունը չափվում է, այսպես ասած, միջին հաշվով, քանի որ դրանցում գոյակցում են տարբեր բնութագրերով նյութեր։ Օրինակ՝ չուգուն։ Այն ունի շատ տարասեռ կառուցվածք, կան ցեմենտիտ, գրաֆիտ, պեռլիտ, ֆերիտ, և հետևաբար չուգունի չափված կարծրությունը միջին արժեք է, որը բաղկացած է բոլոր բաղադրիչների կարծրությունից։
Մետաղների կարծրության չափումը Բրինելի մեթոդով իրականացվում է մեծ ինդեքսատորի միջոցով, որպեսզի դրոշմը ստացվի նմուշի ավելի մեծ տարածքի վրա։Այսպիսով, այս պայմաններում հնարավոր է նաև չուգունի արժեք ստանալ, որը միջին է բազմաթիվ և տարբեր փուլերի համար։ Այս մեթոդը շատ լավ է համաձուլվածքների կարծրությունը չափելիս՝ չուգուն, գունավոր մետաղներ, պղինձ, ալյումին և այլն: Այս մեթոդը ճշգրիտ ցույց է տալիս պլաստիկի կարծրության արժեքը։
Ռոքվելի համեմատություն
Հարմար է կոշտ և գերկարծր մետաղների համար, և ստացված կարծրության արժեքը նույնպես միջինացված է: Նույն պողպատե գնդակը կամ կոնը ծառայում է որպես ցուցիչ, սակայն դրանցից բացի օգտագործվում է նաև ադամանդե բուրգ։ Ռոքվելի մեթոդով չափելիս նյութի վրա դրոշմը նույնպես մեծ է, և տարբեր փուլերի կարծրության թիվը միջինացված է։
Բրինելի և Ռոքվելի մեթոդները սկզբունքորեն տարբերվում են. առաջինը արդյունքը ներկայացնում է որպես գործակից՝ ներծծման ուժը դրոշմակնի մակերեսի վրա բաժանելուց հետո, մինչդեռ Ռոքվելը հաշվարկում է ներթափանցման խորության հարաբերակցությունը սանդղակի միավորին։ գործիք, որը չափում է խորությունը: Ահա թե ինչու Ռոքվելի կարծրությունը գործնականում չափազերծ է, և ըստ Բրինելի այն հստակ չափվում է կիլոգրամներով մեկ քառակուսի միլիմետրում։
Վիկերսի մեթոդ
Եթե նմուշը չափազանց փոքր է, կամ անհրաժեշտ է չափել մի առարկայի չափից փոքր, քան ռոքվելի կամ Բրինելի կարծրությունը, ապա պետք է օգտագործվեն միկրոկարծրության մեթոդներ, որոնց թվում Վիկերսի մեթոդը ամենատարածվածն է:. Ցուցանիշը ադամանդե բուրգ է, իսկ դրոշմը հետազոտվում և չափվում է մանրադիտակի նման օպտիկական համակարգով։ Միջին արժեքը նույնպես հայտնի կլինի, բայց կարծրությունը հաշվարկվում էշատ ավելի փոքր տարածք։
Եթե չափված օբյեկտի մասշտաբը շատ փոքր է, ապա օգտագործվում է միկրոկարծրության ստուգիչ, որը կարող է դրոշմել առանձին հատիկի, փուլի, շերտի մեջ, իսկ ներքևի բեռը կարելի է ընտրել ինքնուրույն: Մետաղագիտությունը թույլ է տալիս օգտագործել այս մեթոդները՝ որոշել մետաղների և՛ կարծրությունը, և՛ միկրոկարծրությունը, և նյութերի գիտությունը նույն կերպ որոշում է ոչ մետաղական նյութերի միկրոկարծրությունն ու կարծրությունը:
Տարածք
Կա երեք միջակայք՝ կարծրության չափման համար: Մակրո տիրույթում բեռը կարգավորվում է 2 Ն-ից մինչև 30 կՆ: Միկրոտիրույթը սահմանափակում է ոչ միայն ինդեքսատորի բեռը, այլև ներթափանցման խորությունը: Առաջին արժեքը չի գերազանցում 2 N, իսկ երկրորդը `ավելի քան 0,2 մկմ: Նանորանգում կարգավորվում է միայն ինդեքսի ընդգրկման խորությունը՝ 0,2 մկմ-ից պակաս: Արդյունքը տալիս է նյութի նանոկոշտությունը։
Չափման պարամետրերը հիմնականում կախված են ինդեքսի վրա կիրառվող բեռից: Այս կախվածությունը նույնիսկ հատուկ անուն ստացավ՝ չափի էֆեկտ, անգլերենում՝ ներքևի չափի էֆեկտ։ Չափի ազդեցության բնույթը կարող է որոշվել ինդեքսի ձևով: Գնդաձև - կարծրությունը մեծանում է բեռի ավելացման հետ, հետևաբար, այս չափի ազդեցությունը հակադարձվում է: Vickers կամ Berkovich բուրգը նվազեցնում է կարծրությունը մեծացող բեռի հետ (այստեղ սովորական կամ ուղղակի չափի էֆեկտը): Կոն-գունդը, որն օգտագործվում է Ռոքվելի մեթոդի համար, ցույց է տալիս, որ բեռի ավելացումը սկզբում հանգեցնում է կարծրության բարձրացմանը, իսկ հետո, երբ գնդաձև մասը ներմուծվում է,նվազում։
Նյութեր և չափման մեթոդներ
Ներկայումս գոյություն ունեցող ամենադժվար նյութերը ածխածնի երկու մոդիֆիկացիաներն են՝ լոնսդեյլիտը, որը կիսով չափ պինդ է, քան ալմաստը, և ֆուլերիտը, որը երկու անգամ ավելի պինդ է, քան ալմաստը: Այս նյութերի գործնական կիրառումը դեռ նոր է սկսվում, բայց առայժմ ադամանդը ամենատարածվածներից ամենակարծրն է։ Հենց դրա օգնությամբ է հաստատվում բոլոր մետաղների կարծրությունը։
Որոշման մեթոդները (ամենատարածվածները) վերը թվարկված էին, բայց դրանց առանձնահատկությունները հասկանալու և էությունը հասկանալու համար հարկավոր է հաշվի առնել մյուսները, որոնք պայմանականորեն կարելի է բաժանել դինամիկ, այսինքն՝ հարվածային գործիքների և ստատիկների, որոնք. արդեն դիտարկվել են։ Չափման մեթոդն այլ կերպ կոչվում է սանդղակ: Հարկ է հիշել, որ ամենահանրաճանաչը դեռևս Բրինելի սանդղակն է, որտեղ կարծրությունը չափվում է դրոշմի տրամագծով, որը թողնում է պողպատե գնդիկը սեղմված նյութի մակերեսին։
Կարծրության համարի որոշում
Բրինելի մեթոդը (ԳՕՍՏ 9012-59) թույլ է տալիս գրել կարծրության թիվը առանց չափման միավորների՝ նշելով այն HB, որտեղ H-ը կարծրություն է (կարծրություն), իսկ B-ն՝ ինքը՝ Բրինելը: Դրոշմի մակերեսը չափվում է որպես ոլորտի մաս, ոչ թե շրջանագծի տարածք, ինչպես, օրինակ, Մեյերի սանդղակը: Ռոքվելի մեթոդն առանձնանում է նրանով, որ նյութի մեջ մտած ադամանդե գնդակի կամ կոնի խորությունը որոշելով, կարծրությունն անչափ է։ Այն նշանակված է HRA, HRC, HRB կամ HR: Հաշվարկված կարծրության բանաձևը հետևյալն է. HR=100 (130) - kd: Այստեղ d-ը նահանջի խորությունն է, իսկ k-ը՝ գործակիցը։
Վիկերսի կարծրությունը կարող է լինելորոշվում է նյութի մակերևույթի մեջ սեղմված քառանիստ բուրգի թողած հետքով՝ բուրգի վրա կիրառված բեռի հետ կապված։ Դրոշմի տարածքը ռոմբ չէ, այլ բուրգի տարածքի մի մասը: Vickers միավորները պետք է դիտարկվեն որպես kgf/mm2, որը նշվում է HV միավորով: Գոյություն ունի նաև չափման մեթոդ՝ ըստ Shore-ի (նեղացում), որն ավելի հաճախ օգտագործվում է պոլիմերների համար և ունի տասներկու չափման կշեռք։ Շորին համապատասխան Ասկերի կշեռքները (ճապոնական մոդիֆիկացիան փափուկ և առաձգական նյութերի համար) շատ առումներով նման են նախորդ մեթոդին, միայն չափիչ սարքի պարամետրերը տարբեր են և օգտագործվում են տարբեր ինդեքսներ։ Մեկ այլ մեթոդ, ըստ Shore-ի, ետադարձով, բարձր մոդուլի, այսինքն՝ շատ կոշտ նյութերի համար: Այստեղից կարելի է եզրակացնել, որ նյութի կարծրությունը չափող բոլոր մեթոդները բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝ դինամիկ և ստատիկ:
Գործիքներ և տեխնիկա
Կարծրությունը որոշող սարքերը կոչվում են կարծրության ստուգիչներ, դրանք գործիքային չափումներ են։ Փորձարկումը տարբեր կերպ է ազդում օբյեկտի վրա, ուստի մեթոդները կարող են լինել կործանարար կամ ոչ կործանարար: Այս բոլոր մասշտաբների միջև ուղղակի կապ չկա, քանի որ մեթոդներից և ոչ մեկը չի արտացոլում նյութի հիմնական հատկությունները որպես ամբողջություն:
Այնուամենայնիվ, կառուցվել են բավական մոտավոր աղյուսակներ, որտեղ կշեռքներ և տարբեր մեթոդներ միացված են նյութերի կատեգորիաների և դրանց առանձին խմբերի համար: Այս աղյուսակների ստեղծումը հնարավոր դարձավ մի շարք փորձերից և թեստերից հետո։ Այնուամենայնիվ, տեսությունները, որթույլ է տվել, որ հաշվարկի մեթոդներից մեկը մեկ մեթոդից մյուսը տեղափոխվի, դեռ գոյություն չունի: Հատուկ մեթոդը, որով որոշվում է կարծրությունը, սովորաբար ընտրվում է՝ ելնելով առկա սարքավորումներից, չափման առաջադրանքներից, չափման պայմաններից և, իհարկե, հենց նյութի հատկություններից:
