MATERJALIDE MEHAANILISED OMADUSED Kõvadus (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Materjalitehnika instituut
TÖÖ NR 2
MATERJALIDE MEHAANILISED OMADUSED
2011
Töö eesmärgid
• Tutvuda põhiliste kõvaduse määramise meetoditega ( Brinell , Rockwell ja Vickers , Barcol).
• Valida sobiv meetod kõvaduse määramiseks erinevatele materjalidele.
• Võrrelda katsetatud materjalide kõvadust.
• Analüüsida seost materjali tõmbetugevuse ning kõvaduse vahel.
• Hinnata materjali kõvaduse olulisust materjali valikul .
Kõvaduse määramise meetodite lühikirjeldus.
Kõvaduse mõõtmine Brinelli meetodil
Kõvaduse määramisel Brinelli meetodil surutakse katsetatavasse materjali kõvasulamkuul või karastatud teraskuul läbimõõduga (D) 10; 5; 2,5; 2; 1 mm ja jõuga (F) 1…3000 kgf (9,8…29430 N). Brinelli kõvadust määratakse reeglina metalsetel (terased, Al-sulamid, Cusulamid jne) materjalidel. Meetodi ülemiseks piiriks võib lugeda terase kõvaduse karastatud olekus, alumiseks pehmed puhtad metallid. Tüüpiline kasutusala: teras lõõmutatud või lähteolekus, teras parandatud olekus, hallmalmid, pronksid .
Kõvaduse määramine Rockwelli meetodil
Rockwelli meetod on võrreldes Brinelli meetodiga märksa universaalsem ja sobib laiemas kõvaduse vahemikus materjalide katsetamiseks. Meetod oma põhimõttelt on lihtne ning ei ole nõutav jälje mõõtmine operaatori poolt. Tulemus loetakse otse masina skaalalt. Puuduseks on nõutav katseobjekti hea pinnaviimistlus, samuti ka korralik baseerimine töölauale. Katseobjekti läbivajumine või liikumine koormuse toimel ei ole lubatud, üks kõvadusarvu ühik vastab otsaku liikumisele 1...2 μm.
Kõvaduse määramine Vickersi meetodil
Vickersi meetod põhineb teemantpüramiidi sissesurumisel materjali. See meetod võimaldab määrata mis tahes metalli või sulami kõvadust ning sobib nii õhukese metalli kui ka pinnakihi kõvaduse määramiseks.
Tüüpiline kasutusala – õhukesed materjalid, pinded, tsementiiditud, nitreeritud pinnakihid ja pindkarastatud terased; keevisõmbluste termomõjutsoonid (nt terase S235J2G3 korral ei tohi kõvadus ületada 350 HV10 ühikut), kõvasulamid, keraamika. Meetodi puuduseks on kõrgendatud nõuded pinnaviimistlusele, sisuliselt on nõutud poleeritud pind.
Kõvaduse arvutamine Vickersi meetodi korral toimub järgmise valemi järgi:
Kõvaduse määramine Barcoli meetodil
Meetod on eelkõige mõeldud komposiitmaterjalide kõvaduse määramiseks. Võimalik on määrata ka pehmete metallide ja sulamite (HB Kõvaduskatsete tulemused.