Rockwell, Brinell, agus Vickers: Na Trí Mhodhanna Tástála Mórchruas a Thuiscint
Tomhaiseann tástáil cruas friotaíocht ábhair in aghaidh dífhoirmithe buan faoi ualach sainithe. Úsáideann na trí mhodh ceannasacha - Rockwell, Brinell, agus Vickers - gach ceann díobh céimseata indenter difriúil, raon ualaigh agus cur chuige tomhais, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach d'ábhair agus d'fheidhmeanna éagsúla.
Cruas Rockwell (HR) cuireann sé réamhualach beag i bhfeidhm agus ualach mór ina dhiaidh sin, tomhaiseann sé ansin doimhneacht ghlan an eangaithe. Léitear an toradh go díreach ón dhiailiú nó ón taispeáint dhigiteach gan aon tomhas optúil, rud a fhágann gurb é an modh is tapúla le haghaidh tástála urláir táirgeachta. Úsáideann sé scálaí iolracha - HRC do steels crua, HRB do mhiotail níos boige, HRA do chomhdhúile - gach ceann díobh sainithe ag comhcheangal sonrach fleasc agus ualaigh.
Cruas Brinell (HB nó HBW) brúnn cruach cruaite nó liathróid chomhdhúile tungstain isteach ar an dromchla faoi ualach seasta, de ghnáth 3,000 kgf do chruach agus d'iarann teilgthe. Déantar an trastomhas eangaithe a thomhas go optúil, agus ríomhtar an uimhir HB ón ualach feidhmeach roinnte ar achar dromchla cuartha an fhleasc. Toisc go bhfuil an fhleasc sách mór, níl meánú Brinell chomh híogair d’éagsúlacht áitiúil mhicristruchtúir, rud a fhágann gur fearr é d’ábhair gharbhghráin amhail teilgin agus gaibhneachta.
Cruas Vickers (HV) úsáideann sé fleasc pirimid diamanta bunaithe ar chearnóg le uillinn aghaidhe 136° ar ualaí ó faoi bhun 1 gf (micrea-Vickers) go 120 kgf (macra-Vickers). Déantar an dá thrasnán den fhleasc cearnach a thomhas agus a mheán. Ríomhtar an uimhir HV trí úsáid a bhaint as an ualach roinnte ar achar dromchla teagmhála an imprisean. Is é Vickers an modh is versatile: baineann sé le bratuithe tanaí, sraitheanna cás-chruaite, criosanna a bhfuil tionchar ag teas orthu, agus ábhar mórchóir araon, ar fad ar scála leanúnach amháin.
| Modh | Indeoir | Tomhas | Is Fearr Le haghaidh |
|---|---|---|---|
| Rockwell | Cón Diamond nó liathróid chruach | Doimhneacht an fhleasc | Tástáil táirgeachta tapa ar chruach chruaite |
| Brinell | Liathróid chomhdhúile tungstain (ø1–10 mm) | Trastomhas fleasc (optúil) | Teilgin, gaibhneachta, cóimhiotail gharbhghráin |
| Vickers | Pirimid diamaint (136°) | Fad trasnánach (optúil) | Bratuithe tanaí, welds, micrea-chruas |
Tiontú Cruas Vickers go Rockwell: An chaoi a n-oibríonn sé agus an áit a dtagann sé gearr
Is riachtanas minic é cruas Vickers a thiontú go cruas Rockwell — agus vice versa — nuair a shonraíonn líníochtaí innealtóireachta scála amháin ach úsáideann trealamh tástála atá ar fáil ceann eile. Is é an tagairt is mó a nglactar leis Tiománaí ASTM E140 , a sholáthraíonn táblaí comhshó caighdeánaithe d'ábhair éagsúla neamhfheiriúla agus neamhfheiriúla.
Maidir le cruach chruaite sa raon a úsáidtear go coitianta in uirlisí uirlisithe agus struchtúracha, is iad na caidrimh neas:
- HV 940 ≈ HRC 68 (gar do theorainn uachtair scála C Rockwell)
- HV 800 ≈ HRC 65
- HV 600 ≈ HRC 57
- HV 400 ≈ HRC 41
- HV 200 ≈ HRB 93 (aistriú go scála B le haghaidh ábhair níos boige)
- HV 100 ≈ HRB 56
Tá caveat tábhachtach ag baint leis na tiontuithe seo: tá siad sainiúil don ábhar . Tá an cóimheas dífhoirmithe leaisteacha-go-plaisteach difriúil idir cruach carbóin, cruach dhosmálta, cóimhiotail alúmanaim, agus tíotáiniam. Cruthóidh comhshó Vickers-go-Rockwell atá bailí do chruach carbóin earráid nuair a chuirtear é ar shár-chóimhiotail austenític nó ar shár-chóimhiotail nicile. Soláthraíonn ASTM E140 colúin ar leith do theaghlaigh ábhair éagsúla go beacht ar an gcúis seo.
Tagann teorannú breise chun cinn ag na foircinní: níl scála Rockwell C iontaofa ach idir HRC 20 agus HRC 70. Ba cheart luachanna lasmuigh den raon seo a thomhas ar scála níos oiriúnaí (HRA le haghaidh ábhair an-chrua os cionn HRC 70, HRB le haghaidh ábhair níos boige faoi bhun HRC 20) nó a thuairisciú go díreach i HV gan chomhshó.
Maidir le hiniúchadh táthaithe agus timpeallachtaí rialaithe cáilíochta, ba cheart luachanna tiontaithe a chur in iúl mar a mheastar i gcónaí. Is é tomhas díreach ar an scála atá beartaithe an t-aon bhealach chun toradh inrianaithe a chomhlíonann sonraíocht a fháil.
Ullmhúchán Samplach Metallurgical: Bunús Sonraí Cruas Iontaofa
Níl tástáil cruas ach chomh cruinn leis an dromchla a thomhaiseann sé. Tugann droch-ullmhúchán samplach earráid isteach nach féidir le calabrú ionstraim ar bith a cheartú. Tá sé seo fíor go háirithe maidir le modhanna Vickers agus Brinell, áit a bhfuil an tomhas optúil agus go mbíonn tionchar díreach ag frithchaiteacht dromchla ar chruinneas léitheoireachta trasnánach nó trasnánach.
Roinnt
Is é an chéad chéim ná trasghearradh cothrom ionadaíoch a tháirgeadh. A meaisín gearrtha cruinneas (ar a dtugtar freisin sábh scoite scríobach nó diamanta) chun an saothar a ghearradh le hionchur teasa íosta agus dífhoirmiúchán meicniúil. Gearradh maslach - ag baint úsáide as lann mín, ráta beatha iomarcach, nó fuaraitheoir neamhleor - is cúis le ciseal dromchla dífhoirmithe nó teas-thionchar a ardaíonn nó a dhíscaoileann léamha cruas go saorga. Maidir le laghduithe de ghrád mhiotaleolaíochta, tá lanna sliseog diamanta le fuarú leanúnach uisce caighdeánach do steels crua agus do chomhdhúile, agus oireann rothaí scoite ocsaíd alúmanaim atá nasctha le roisín do mhiotail struchtúracha níos boige.
Gléasta agus Meilt
Tar éis iad a ghearradh, is gnách go gcuirtear samplaí i roisín eapocsa teirmeasúite nó fuar-leigheas chun láimhseáil shábháilte a cheadú le linn meilt agus snasta. Sonraítear gléasanna coinneála imill nuair is gá grádáin chruas gar-dhromchla — amhail doimhneacht cáis nó comhéadain brataithe — a thomhas gan slánú imeall.
Leanann meilt seicheamh ó pháipéar garbh go páipéir scríobacha SiC níos míne (go hiondúil 120 → 320 → 600 → 1200 grit), agus rothlaíonn an sampla 90 ° idir gach céim chun scratches a bhaint as an treo roimhe sin. Caithfidh gach céim dífhoirmiúchán a tugadh isteach leis an gceann roimhe seo a bhaint go hiomlán.
Snasú
Úsáideann an snasú deiridh fionraí diamanta 3 µm agus 1 µm ar éadaí clúidín, ag cruthú bailchríoch scátháin saor ó scratch. Do mhicrea-chruas Vickers, a Bailchríoch shilice collóideach 0.25 µm sonraítear go minic chun earráidí frithchaiteachta dromchla a íoslaghdú agus eangaí beaga ag ualaí ísle á dtomhas. Caithfidh an dromchla snasta a bheith saor ó fhaoiseamh, smearaidh agus pollta sula dtosaíonn an tástáil.
Uirlisí Tástála Cruas agus A gCritéir Roghnúcháin
Is éard atá i gceist le roghnú na huirlise tástála cruas ceart ná raon ualaigh agus cineál indenter na hionstraime a mheaitseáil leis an tiús ábhair, an raon cruas a bhfuiltear ag súil leis, agus an réiteach spásúil riachtanach.
- Tástálaithe Benchtop Rockwell — an rogha chaighdeánach maidir le hiniúchadh isteach agus fíorú cóireála teasa ar chomhpháirteanna cruach bulc. Tá an t-iarratas ualach mótairithe agus comhsheasmhach, agus stórálann samhlacha digiteacha nua-aimseartha taifid tástála le haghaidh comhtháthú SPC. Ní féidir modh Rockwell a úsáid ar stoc tanaí (go hiondúil faoi 1 mm le haghaidh HRC) toisc go bhfuil doimhneacht an fhleasc ag druidim le tiús an ábhair, rud a sháraíonn an riail tiús íosta.
- Vickers / tástálaithe microhardness Knoop — a úsáidtear le haghaidh scragaill tanaí, bratuithe leictreaphlátáilte, dromchlaí idirleata-cruaite, agus céimeanna aonair i micristruchtúr. Is gnách go bhfuil an raon ualaigh ó 1 gf go 1 kgf. Léiríonn micreascóp optúil comhtháite an fleasc le haghaidh tomhais trasnánach, go minic le hanailís íomhá uathoibrithe le haghaidh athraitheacht oibreora laghdaithe.
- Tástálaithe cruas rebound iniompartha (Leeb). — atá oiriúnach do chomhpháirteanna móra suiteáilte nach féidir a thabhairt chuig an tsaotharlann. Buaileann comhlacht tionchair earrach-tiomáinte an dromchla; Tugann an cóimheas idir an treoluas rebound le tionchar an luach Leeb (HL), a thiontaítear ansin go HRC, HB, nó HV. Braitheann cruinneas ar chríochnú dromchla, mais, agus céimseata an phíosa oibre.
- Tástálaithe impedance teagmhála ultrasonaic (UCI). — diamant Vickers a úsáid ar shlat creathadh; tá comhghaol idir an t-aistriú minicíochta ar theagmháil agus cruas. Tá ionstraimí UCI an-úsáideach chun sraitheanna tanaí cás-chruaite agus bratuithe in situ a thomhas gan aon damáiste dromchla infheicthe don tsúil nocht.
Beag beann ar an gcineál ionstraime, tá gá le calabrú rialta i gcoinne bloic tagartha deimhnithe (atá inrianaithe do chaighdeáin náisiúnta amhail NIST nó PTB) chun muinín tomhais a choinneáil. Ba cheart go gcuimsíonn bloic tagartha raon cruas ionchais na gcodanna táirgthe.
Cigireacht Táthú Cruach Carbóin: Tástáil Cruas sa Chrios Atá Tionchar Teasa
Tá trasnuithe cruas trasna welds ar na feidhmeanna is tábhachtaí de thástáil Vickers i ndéantúsaíocht struchtúrach. Nuair a dhéantar cruach carbóin a tháthú, téann an crios a bhfuil tionchar teasa aige (HAZ) faoi rothaíocht theirmeach tapa. I steels le coibhéis charbóin leordhóthanach (CE), féadann sé seo martensite a tháirgeadh - micreastruchtúr crua, brittle a ardaíonn cruas HAZ go mór os cionn an bhunmhiotail agus a mhéadaíonn so-ghabhálacht do scoilteadh hidrigine-spreagtha (HIC).
Critéir glactha tionscail de ghnáth teorainn chruas HAZ go huasmhéid 350 HV10 le haghaidh táthaithe cruach struchtúracha ginearálta (de réir EN ISO 15614-1 agus treoir AWS D1.1), agus go 250–300 HV10 le haghaidh feidhmeanna amach ón gcósta, seirbhís ghéar, nó feidhmeanna ard-dughness. Is coinníoll dícháilithe é dul thar na tairseacha seo a éilíonn athbhreithniú ar réamhthéamh, teocht idirbhealaigh, agus nós imeachta táthúcháin.
Is éard atá i gceist le trasnán cruas táthaithe caighdeánach ná sraith eangú Vickers ag spásáil shainithe — de ghnáth 0.5 mm nó 1 mm óna chéile — a shíneann ón miotal táthaithe tríd an líne chomhleá, trasna an HAZ, agus isteach sa bhonnmhiotal gan tionchar. Déantar an trasghearradh ar thrasghearradh a ullmhaítear go metallographic, eitseáilte le 2-5% Nital chun teorainneacha an chomhleá a nochtadh roimh shocrúchán eangaithe. I measc na bpríomhshuímh tomhais tá an HAZ garbhghráin atá díreach in aice leis an líne chomhleá, áit ar dóichí go gcruthófar martensite.
Le haghaidh pasanna fréimhe agus táthaithe caolbhearnacha, d’fhéadfadh go mbeadh gá le micrea-Vickers ag HV1 nó HV0.5 chun taifeach spásúil leordhóthanach a bhaint amach laistigh den HAZ, ar féidir leis a bheith chomh caol le 0.2–0.5 mm i roinnt próiseas ard-ionchuir teasa. Bíonn tionchar díreach ag rogha an ualaigh tástála ar mhéid an fhleasc agus mar sin ar íosleithead an limistéir intomhaiste — Táirgeann HV10 fleasc tuairim is 0.3–0.4 mm trasna ag 300 HV , cé go laghdaíonn HV1 é seo go thart ar 0.1 mm.
Meaisíní Gearrthóra Beachtais in Ullmhú Samplach Miotalógach
Is é meaisín gearrthóra beachtais pointe iontrála gach sreabhadh oibre miotalóireachta. Is í an phríomhfheidhm atá aige ná trasghearradh cothrom íoslaghdaithe damáiste a tháirgeadh a léiríonn go beacht an réimse spéise - bíodh sé sin HAZ táthú, dromchla cás-chruaite, nó comhéadan brataithe.
Tá dhá phríomhchatagóir in úsáid saotharlainne:
- Sábha scoite scríobach — úsáid a bhaint as rothaí inchaite atá nasctha le roisín agus atá feiliúnach do thréchur táirgeachta. Is iad na paraiméadair phróisis phríomha iad roghnú roth (ocsaíd alúmanaim le haghaidh cruach agus iarann teilgthe, cairbíd sileacain le haghaidh neamhfheiriúil, CBN le haghaidh cruach uirlisí cruaite) agus ráta sreafa chuisnithe. Léiríonn marcanna dóite nó gormaithe ar an dromchla gearrtha teas iomarcach agus teastaíonn beathú níos moille nó roghnú roth úr.
- Sábha sliseog Diamond — bain úsáid as lanna diamanta atá nasctha le miotail nó roisín ar luas íseal le fuaraitheoir ola. Táirgeann siad an ciseal dífhoirmithe is ísle (go hiondúil faoi 5 µm) agus tá siad riachtanach le haghaidh criadóireachta brittle, comhpháirteanna leictreonacha, agus samplaí ina gcaithfear an microstructure slán a chaomhnú laistigh de mhiocrón den dromchla gearrtha.
Áirítear ar na príomh-shonraíochtaí nuair a bhíonn gearrthóir cruinneas á roghnú le haghaidh ullmhú tástála cruas trastomhas uasta workpiece, fórsa clampála chuck, raon lann RPM, agus modh seachadta chuisnithe . Laghdaíonn rialú uathoibrithe beathaithe - nuair a théann an sábh chun cinn ag fórsa tairiseach seachas ráta seasta - go suntasach inathraitheacht an oibreora go hoibreoir agus leathnaíonn sé saol na lann.
Le haghaidh samplaí iniúchta táthú go háirithe, caithfidh an gearrthóir freastal ar chéimseata neamhrialta (T-joints, ailt píopa, cumhdach forleagan) le daingneán cobhsaí. Cruthaíonn clampáil éagobhsaí marcanna cainte creathadh-spreagtha a iomadaíonn go domhain isteach sa sampla, rud a chruthaíonn ciseal dífhoirmithe nach féidir a bhaint go hiomlán sna céimeanna meilte ina dhiaidh sin gan an iomarca stoc a bhaint.
