שלושה תקני קשיות לפלדה

היכולת של חומר מתכת להתנגד לכניסת פני השטח על ידי חפצים קשים נקראת קשיות. על פי שיטות בדיקה שונות והיקף היישום, ניתן לחלק את הקשיות לקשיות ברינל, קשיות רוקוול, קשיות של ויקרס, קשיות חוף, מיקרו -קשיחות וקשיות טמפרטורה גבוהה. ישנם שלוש קשיות נפוצה לצינורות: Brinell, Rockwell ו- Vickers.

A. Brinell קשיות (HB)

השתמש בכדור פלדה או בכדור קרביד בקוטר מסוים כדי ללחוץ למשטח הדגימה עם כוח הבדיקה שצוין (F). לאחר זמן ההחזקה שצוין, הסר את כוח הבדיקה ומדוד את קוטר הכניסה (L) על פני הדגימה. ערך קשיות ברינל הוא המנה המתקבל על ידי חלוקת כוח הבדיקה בשטח הפנים של הכדור המוטבע. היחידה באה לידי ביטוי ב- HBS (כדור פלדה), היא N/MM2 (MPA).

נוסחת החישוב היא:
בנוסחה: F - כוח הבדיקה שנלחץ אל פני דגימת המתכת, n;
D - DIAMETER של כדור פלדה לבדיקה, MM;
קוטר D - ממוצע של כניסה, מ"מ.
המדידה של קשיות ברינל מדויקת ואמינה יותר, אך בדרך כלל HBS מתאימה רק לחומרי מתכת מתחת ל 450n/mM2 (MPA), ואינה מתאימה לפלדות קשות יותר או צלחות דקות יותר. בין תקני צינור הפלדה, קשיות ברינל היא הנפוצה ביותר. קוטר הכניסה D משמש לרוב כדי לבטא את קשיות החומר, שהוא אינטואיטיבי ונוח כאחד.
דוגמה: 120HBS10/1000130: פירוש הדבר שערך הקשיות של ברינל נמדד באמצעות כדור פלדה בקוטר 10 מ"מ מתחת לכוח הבדיקה של 1000 ק"ג (9.807KN) למשך 30S (שניות) הוא 120N/MM2 (MPA).

B. Rockwell קשיות (HR)

מבחן קשיות הרוקוול, כמו מבחן קשיות ברינל, הוא שיטת בדיקת הכניסה. ההבדל הוא שהוא מודד את עומק הכניסה. כלומר, תחת הפעולה העוקבת של כוח הבדיקה הראשוני (FO) וכוח הבדיקה הכולל (F), נלחץ הכניסה (חרוט או כדור פלדה של טחנת הפלדה) אל פני הדגימה. לאחר זמן ההחזקה שצוין, הכוח הראשי מוסר. כוח הבדיקה, השתמש בתוספת עומק הכניסה הנמדדת (E) כדי לחשב את ערך הקשיות. ערכו הוא מספר אנונימי, המיוצג על ידי הסמל HR, והכאשים המשמשים כוללים 9 סולמות, כולל A, B, C, D, E, F, G, H ו- K. ביניהם, הכף המשמשים בדרך כלל לבדיקת קשיות פלדה הם בדרך כלל A, B ו- C, כלומר HRA, HRB ו- HRC.

ערך הקשיות מחושב באמצעות הנוסחה הבאה:
בבדיקה עם מאזני A ו- C, HR = 100-E
בבדיקה עם סולם B, HR = 130-E
בפורמולה, E - תוספת עומק הכניסה הנותרת באה לידי ביטוי ביחידה שצוינה של 0.002 מ"מ, כלומר, כאשר העקירה הצירית של הכניסה היא יחידה אחת (0.002 מ"מ), היא שווה לשינוי בקשיחות רוקוול במספר אחד. ככל שערך ה- E גדול יותר, כך קשיות המתכת נמוכה יותר, ולהיפך.
ההיקף הרלוונטי של שלושת הכף לעיל הוא כדלקמן:
HRA (Indenter Cone Diamond) 20-88
HRC (חרוט יהלום אינדנטר) 20-70
HRB (קוטר 1.588 מ"מ כדור פלדה כניסה) 20-100
בדיקת קשיות רוקוול היא שיטה נרחבת כיום, ביניהן משתמשים ב- HRC בתקני צינור פלדה שנייה רק ​​כדי לברינל קשיות HB. ניתן להשתמש בקשיחות רוקוול למדידת חומרי מתכת מרכים עד קשים במיוחד. זה מפצה על החסרונות של שיטת ברינל. זה פשוט יותר משיטת ברינל וניתן לקרוא את ערך הקשיות ישירות מהחוגה של מכונת הקשיות. עם זאת, בשל הכניסה הקטנה שלו, ערך הקשיות אינו מדויק כמו שיטת ברינל.

C. Vickers קשיות (HV)

מבחן הקשיות של Vickers הוא גם שיטת בדיקת הכניסה. הוא לוחץ על כניסה של יהלום פירמידלי מרובע עם זווית כלולה של 1360 בין משטחים מנוגדים למשטח הבדיקה בכוח מבחן שנבחר (F), ומסיר אותו לאחר זמן ההחזקה שצוין. כוח, מדוד את אורך שני האלכסונים של הכניסה.

ערך הקשיות של Vickers הוא כמות כוח הבדיקה המחולק על ידי שטח הפנים של הכניסה. נוסחת החישוב שלה היא:
בנוסחה: סמל קשיות HV - Vickers, N/MM2 (MPA);
כוח מבחן F, n;
D - הממוצע האריתמטי של שני האלכסונים של הכניסה, מ"מ.
כוח הבדיקה F המשמש בקשיות ויקרס הוא 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) ק"ג (n) ושש רמות אחרות. ניתן למדוד את ערך הקשיות הטווח הוא 5 ~ 1000HV.
דוגמה לשיטת ביטוי: 640HV30/20 פירושו שערך הקשיות של Vickers שנמדד עם כוח בדיקה של 30HGF (294.2N) למשך 20s (שניות) הוא 640n/mM2 (MPA).
ניתן להשתמש בשיטת הקשיות של Vickers כדי לקבוע את הקשיות של חומרים מתכתיים דקים מאוד ושכבות פני השטח. יש לו את היתרונות העיקריים של שיטות ברינל ורוקוול ומתגבר על החסרונות הבסיסיים שלהם, אך זה לא פשוט כמו שיטת רוקוול. שיטת Vickers משמשת לעיתים רחוקות בסטנדרטים של צינור פלדה.