Hej tam! Jako dostawca twardościomierzy Brinella nie mogę się doczekać, aby dowiedzieć się, jak działają te fajne maszyny. Zatem zanurzmy się od razu!
O co chodzi z testowaniem twardości?
Zanim przejdziemy do sedna działania twardościomierza Brinella, ważne jest, aby zrozumieć, dlaczego w ogóle testujemy twardość. Twardość to odporność materiału na trwałe odkształcenie, zwykle w wyniku wgniecenia. Znajomość twardości materiału może nam wiele powiedzieć o jego właściwościach, takich jak odporność na zużycie, wytrzymałość, a nawet jakość obróbki cieplnej. Informacje te są kluczowe w branżach takich jak produkcja, metalurgia i inżynieria.
Podstawy testu twardości Brinella
Test twardości Brinella został opracowany już w 1900 roku przez szwedzkiego inżyniera Johana Augusta Brinella. Jest to jedna z najstarszych i najbardziej niezawodnych metod pomiaru twardości materiałów. Badanie polega na wciskaniu twardego, kulistego wgłębnika w powierzchnię badanego materiału pod określonym obciążeniem przez określony czas.
Kluczowe elementy twardościomierza Brinella
Typowy twardościomierz Brinella składa się z kilku głównych części:
- Wgłębnik: Zwykle jest to kulka ze stali hartowanej lub węglika wolframu. Najpopularniejsze średnice kulek to 10 mm, 5 mm i 2,5 mm. Wybór rozmiaru kulki zależy od materiału i wielkości badanego elementu.
- Obciążenie - mechanizm nakładający: Ta część odpowiada za przyłożenie określonego i kontrolowanego obciążenia do wgłębnika. Obciążenie może wynosić od kilku kilogramów do kilku tysięcy kilogramów, w zależności od twardości materiału i wielkości wgłębnika.
- Kowadło: Kowadełko to powierzchnia, na której umieszcza się badany przedmiot. Aby zapewnić dokładne wyniki, musi być płaski i sztywny.
- System pomiarowy: Po wykonaniu wgłębienia należy zmierzyć jego średnicę. Współcześni testerzy często wykorzystują optyczne lub cyfrowe systemy pomiarowe do dokładnego określenia średnicy wcięcia.
Jak działa test krok po kroku
Krok 1: Przygotowanie
Najpierw musisz przygotować element testowy. Powierzchnia próbki powinna być płaska, gładka i wolna od zanieczyszczeń, warstw oleju lub tlenków. Jeśli powierzchnia jest szorstka, może to mieć wpływ na dokładność pomiaru wcięcia. Musisz także wybrać odpowiedni wgłębnik i obciążenie w zależności od testowanego materiału. Na przykład twardsze materiały będą wymagały większego obciążenia i mniejszego wgłębnika, podczas gdy w przypadku bardziej miękkich materiałów można zastosować mniejsze obciążenie i większy wgłębnik.
Krok 2: Przyłożenie obciążenia
Gdy próbka będzie już gotowa, umieść ją na kowadle twardościomierza Brinella. Następnie umieść wgłębnik bezpośrednio nad powierzchnią testową. Następnie aktywowany jest mechanizm przykładania obciążenia w celu przyłożenia wcześniej określonego obciążenia do wgłębnika. Obciążenie utrzymuje się przez określony czas, zwykle od 10 do 30 sekund. W tym czasie wgłębnik wciska się w materiał, tworząc wgłębienie.
Krok 3: Pomiar wcięcia
Po upływie określonego czasu obciążenie zostaje usunięte. Teraz czas zmierzyć średnicę wcięcia pozostawionego na powierzchni badanego przedmiotu. Jak wspomniałem wcześniej, współczesne testery wykorzystują optyczne lub cyfrowe układy pomiarowe. Układ optyczny zazwyczaj wykorzystuje mikroskop do powiększenia wcięcia, a średnicę mierzy się za pomocą skalibrowanej skali. Z kolei systemy cyfrowe wykorzystują kamery i oprogramowanie do przechwytywania i analizowania obrazu wcięcia, zapewniając dokładniejszy i wydajniejszy pomiar.
Krok 4: Obliczanie liczby twardości Brinella (BHN)
Gdy już znasz średnicę wcięcia, możesz obliczyć liczbę twardości Brinella (BHN). Wzór na obliczenie BHN to:
[BHN=\frac{2P}{\pi D(D - \sqrt{D^{2}-d^{2}})}]
gdzie (P) to przyłożone obciążenie w kilogramach - siła, (D) to średnica wgłębnika w milimetrach, oraz (d) to średnica wcięcia w milimetrach.
Wartość BHN wskazuje twardość materiału. Wyższy BHN oznacza, że materiał jest twardszy, podczas gdy niższy BHN oznacza bardziej miękki materiał.
Różne typy twardościomierzy Brinella
Automatyczny tester twardości Brinella
Testery te mają na celu automatyzację procesu testowania. Mogą automatycznie zastosować obciążenie, zmierzyć wgłębienie i obliczyć BHN. To nie tylko oszczędza czas, ale także zmniejsza ryzyko błędu ludzkiego. Automatyczne twardościomierze Brinella doskonale nadają się do środowisk testowych o dużej objętości, takich jak duże zakłady produkcyjne.
Maszyna do pomiaru twardości Brinella
Jest to bardziej ogólny termin określający maszynę wykonującą test twardości Brinella. Może być ręczny lub automatyczny. Maszyny ręczne wymagają większej interwencji operatora, np. ręcznego przykładania obciążenia i pomiaru wcięcia. Jednak często są one tańsze i odpowiednie dla mniejszych warsztatów lub laboratoriów o mniejszej liczbie testów.
Tester twardości Brinella do małych obciążeń
Jak sama nazwa wskazuje, testery te wykorzystują stosunkowo małe obciążenie. Idealnie nadają się do testowania małych lub cienkich próbek, a także materiałów wrażliwych na duże obciążenia. Testery twardości Brinella przy małych obciążeniach umożliwiają dokładne pomiary twardości różnych materiałów, w tym tworzyw sztucznych i niektórych metali nieżelaznych.
Zalety i ograniczenia testu twardości Brinella
Zalety
- Niezawodność: Test twardości Brinella jest metodą dobrze ugruntowaną i niezawodną. Jest stosowany od ponad wieku i cieszy się szerokim uznaniem w branży.
- Możliwość zastosowania: Można go używać do testowania szerokiej gamy materiałów, od miękkich tworzyw sztucznych po twarde metale.
- Duże wcięcie: Stosunkowo duże wgłębienie wykonane w teście Brinella zapewnia średnią wartość twardości na większym obszarze, co może być bardziej reprezentatywne dla ogólnej twardości materiału.
Ograniczenia
- Uszkodzenie powierzchni: Test pozostawia stosunkowo duże wgłębienie na powierzchni badanego elementu, co może nie być akceptowalne w niektórych zastosowaniach.
- Czas testowania: Test może być czasochłonny, szczególnie w przypadku korzystania z testera ręcznego.
- Ograniczenia dotyczące rozmiaru i kształtu: Próbka musi być wystarczająco duża, aby pomieścić wgłębienie, a jej kształt powinien umożliwiać odpowiednie umieszczenie na kowadle.
Dlaczego warto wybrać nasze twardościomierze Brinella
Jako dostawca twardościomierzy Brinella oferujemy szeroką gamę wysokiej jakości testerów, które zaspokoją Twoje specyficzne potrzeby. Nasze testery są zbudowane w oparciu o najnowocześniejszą technologię, zapewniającą dokładne i wiarygodne wyniki. Niezależnie od tego, czy potrzebujeszAutomatyczny tester twardości Brinellado testów o dużej objętości lub aTester twardości Brinella do małych obciążeńw przypadku delikatnych materiałów mamy dla Ciebie wsparcie.
Jeśli jesteś na rynku dlaMaszyna do pomiaru twardości Brinella, nie wahaj się z nami skontaktować. Jesteśmy tutaj, aby pomóc Ci wybrać odpowiedni tester do Twojej aplikacji i zapewnić doskonałą obsługę posprzedażną. Skontaktuj się z nami już dziś, aby rozpocząć proces zakupu i przenieść testy twardości na wyższy poziom!
Referencje
- Callister, WD i Rethwisch, DG (2010). Nauka o materiałach i inżynieria: wprowadzenie. Wiley’a.
- Międzynarodowy ASTM. (2018). ASTM E10 - 18: Standardowa metoda badania twardości Brinella materiałów metalowych.