Brinellova stupnice - Brinell scale
The Brinellova stupnice /brəˈnɛl/ charakterizuje tvrdost odsazení materiálů skrz stupnici průniku indentoru, naloženého na zkoušený materiál. Je to jedna z několika definic tvrdosti v věda o materiálech.
Dějiny
Navrhl švédský inženýr Johan August Brinell v roce 1900 to byla první široce používaná a standardizovaná zkouška tvrdosti v inženýrství a hutnictví. Velká velikost odsazení a možné poškození zkušebního kusu omezuje jeho užitečnost. Mělo však také užitečnou vlastnost, že hodnota tvrdosti vydělená dvěma poskytla přibližnou hodnotu UTS v ksi pro oceli. Tato funkce přispěla k jejímu brzkému přijetí oproti konkurenčním testům tvrdosti.
Detaily testu
Typický test používá 10 mm (0,39 palce) průměr ocel míč jako indenter s 3,000kgf (29.42 kN; 6,614 lbf ) platnost. U měkčích materiálů se používá menší síla; pro tvrdší materiály, a karbid wolframu míč nahrazuje ocelovou kouli. Odsazení se měří a tvrdost se počítá jako:
kde:
- BHN = číslo tvrdosti podle Brinella (kgf / mm2)
- P = aplikované zatížení v kilogramové síle (kgf)
- D = průměr vložky (mm)
- d = průměr odsazení (mm)
Brinellova tvrdost je někdy uváděna v megapascalech; číslo tvrdosti podle Brinella se vynásobí gravitačním zrychlením 9,80665 m / s2, převést jej na megapascaly.
BHN lze převést na maximální pevnost v tahu (UTS), ačkoli vztah je závislý na materiálu, a proto je určen empiricky. Vztah je založen na Meyerově indexu (n) z Meyerův zákon. Pokud je Meyerův index nižší než 2,2, pak je poměr UTS k BHN 0,36. Pokud je Meyerův index větší než 2,2, pak se poměr zvyšuje.[1]
BHN je označen nejčastěji používanými zkušebními normami (ASTM E10-14[2] a ISO 6506–1: 2005[3]) tak jako HBW (H z tvrdosti, B od Brinella a Ž z materiálu indenteru, karbidu wolframu (wolframu). V dřívějších standardech se HB nebo HBS používaly k označení měření prováděných s ocelovými vtlačeninami.
HBW se počítá v obou standardech pomocí jednotek SI jako
kde:
- F = aplikované zatížení (newtony)
- D = průměr vložky (mm)
- d = průměr odsazení (mm)
Společné hodnoty
Při citování čísla tvrdosti podle Brinella (BHN nebo častěji HB) musí být specifikovány podmínky testu použitého k získání čísla. (HB nesouvisí se stupněm "HB" tvrdost tužky.) Standardní formát pro specifikaci testů je uveden v příkladu „HBW 10/3000“. „HBW“ znamená, že byl použit indent kuličky z karbidu wolframu (z chemického symbolu pro wolfram nebo ze švédského / německého názvu pro wolfram, „Wolfram“), na rozdíl od „HBS“, což znamená kuličku z kalené oceli. „10“ je průměr koule v milimetrech. „3000“ je síla v kilogramech.
Tvrdost může být také zobrazena jako XXX HB YYD2. XXX je síla působící (v kgf) na materiál typu YY (5 pro slitiny hliníku, 10 pro slitiny mědi, 30 pro oceli). Lze tedy napsat typickou tvrdost oceli: 250 HB 30D2. Může to být maximum nebo minimum.
| Tvrdost symbol | Průměr indentoru mm | F / D2 | Zkušební síla N / kgf |
|---|---|---|---|
| HBW 10/3000 | 10 | 30 | 29420(3000) |
| HBW 10/1500 | 10 | 15 | 14710(1500) |
| HBW 10/1000 | 10 | 10 | 9807(1000) |
| Materiál | Tvrdost |
|---|---|
| Měkké dřevo (např., borovice ) | 1,6 HBS 10/100 |
| Tvrdé dřevo | 2,6–7,0 HBS 10/100 |
| Vést | 5,0 HB (čisté olovo; legované olovo se obvykle může pohybovat od 5,0 HB do hodnot přesahujících 22,0 HB) |
| Čistý Hliník | 15 HB |
| Měď | 35 HB |
| Kalené AW-6060 Hliník | 75 HB |
| Mírná ocel | 120 HB |
| 18–8 (304) nerezová ocel žíhaný | 200 HB[4] |
| Otěrová deska Hardox | 400-700 HB |
| Vytvrzený nástrojová ocel | 600–900 HB (HBW 10/3000) |
| Sklenka | 1550 HB |
| Diborid rhenia | 4600 HB |
| Poznámka: Standardní zkušební podmínky, pokud není uvedeno jinak | |
Výhody
 | Tato sekce možná matoucí nebo nejasné čtenářům. Zejména nemá smysl označovat test jako „nedestruktivní“, když se test týká vytváření odsazení. (Srpna 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
Může být použit k testování nehomogenních materiálů (materiálů, jejichž vlastnosti nejsou v celém vzorku konstantní). Brinel poskytuje příležitost k testování s použitím různých sil a různých odsazení. Proces testování je nedestruktivní.
Standardy
- Mezinárodní (ISO ) a evropský (CEN ) Standard
- „EN ISO 6506-1: 2005: Kovové materiály - Zkouška tvrdosti podle Brinella - Část 1: Zkušební metoda“.
- „EN ISO 6506-2: 2005: Kovové materiály - Zkouška tvrdosti podle Brinella - Část 2: Ověření a kalibrace zkušebního stroje“.
- „EN ISO 6506-3: 2005: Kovové materiály - Zkouška tvrdosti podle Brinella - Část 3: kalibrace referenčních bloků“.
- „EN ISO 6506-4: 2005: Kovové materiály - Zkouška tvrdosti podle Brinella - Část 4: Tabulka hodnot tvrdosti“.
- Americký standard (ASTM International )
Viz také
- Brinelling
- Porovnání tvrdosti
- Knoopův test tvrdosti
- Zkouška tvrdosti odrazu Leeb
- Rockwellova stupnice
- Vickersův test tvrdosti
Reference
- ^ Tábor 2000, str. 17.
- ^ ASTM E10-14.
- ^ EN ISO 6506-1: 2005.
- ^ „Nerezová ocel AISI typ 304“. Datový list materiálu ASM. n.d. Citováno 28. května 2019.
- Tabor, David (2000). Tvrdost kovů. Oxford University Press. ISBN 0-19-850776-3.
externí odkazy
- Brinellův test tvrdosti - metody, výhody, nevýhody, aplikace
- Video ze zkoušky tvrdosti podle Brinella na Youtube
- Tabulka převodu Rockwell na Brinell (Brinell, Rockwell A, B, C)
- Tabulka převodu tvrdosti Struers (Vickers, Brinell, Rockwell B, C, D)
- Tabulka pro převod Brinellovy tvrdosti HB (MPa, Brinell, Vickers, Rockwell C)