Scari de Duritate [PDF]

Zitiervorschau

STIINTA SI INGINERIA MATERIALELOR

-SCARI DE DURITATE-

STUDENT: Mladin Dragos-Ioan GRUPA: Inginerie Mecanica ~1~

CUPRINS Scara lui Brinell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Scara Vickers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Scara Rockwell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Scara de duritate Mohs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Duritatea Materialelor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

~2~

Scara lui Brinell Scala Brinell este o scală de valori obținute din încercare duritatea a materialelor cu metoda Brinell, concepută de metalurgist suedez Johan august Brinell (1849-1925).

În timpul testului, presiunea se exercită pe un metal, printr-un indenter, pentru a măsura apoi diametrul impresiei lăsate de acesta. Ca o dovadă suplimentară a acestui tip este standardizat de standarde internaționale pentru a asigura comparabilitatea valorilor de duritate pentru o evaluare corectă a caracteristicilor materialului. Metoda Brinell oferă posibilitatea de a utiliza două hidrodinamic diferite: Un oțel călit, celălalt metal dur Ambele hidrodinamic sunt încă formă sferică. Testul cu oțel călit penetrator este în general considerată de încredere atunci când valoarea găsită este mai mică de 350, în timp ce ar trebui să fie mai mică de 650 dacă folosiți metal dur. Pentru valori mai mari este necesar să se recurgă la [...] Exemple de valori ale durității Brinell:  

350 HBS : definiție sintetică, nu foarte comparabilă. Indică faptul că duritatea măsurată, cu penetrare din oțel tare, este de 350; 350 HBS 5/750/20 : definiție extinsă. Este echivalent cu cel precedent, dar indică și diametrul sferei (5 mm, 750 kg de sarcină aplicată și 20 de secunde de timp de aplicare)

Notă: dacă timpul aplicației este timpul standard (15 secunde), în definiția extinsă nu este specificat. Duritatea Brinell se calculează după cum urmează: HB = 0,102 F / S

~3~

unde F este forța măsurată în N și S și suprafața generată de penetrant în mm². 

Tabel de comparație între duritatea Vickers și valorile durității Brinell Duritatea lui Vickers

Duritate Brinell [1]

100

95

150

143

200

190

250

238

300

284

350

331

400

379

450

423

500

471

600

564

650

610

700

656

~4~

Determinarea duritatii Brinell

1. Scopul lucrarii Se urmareste insusirea notiunilor si a metodologiei necesare determinarii duritatii Brinell (STAS 165-83), precum si cunoasterea aparaturii destinate acestui scop. Pentru formarea deprinderilor practice se vor efectua determinari experimentale de punere in evidenta a duritatii pe diferite categorii de materiale si se vor compara rezultatele obtinute.

2. Notiuni introductive Determinarea duritatii Brinell este una dintre cele mai folosite metode de evaluare a duritatii materialelor. Ea se aplica materialelor ce au duritatea probabila mai mica de 450 HB, cand se foloseste ca penetrator o bila din otel, si a celor ce au duritatea cuprinsa intre 450 si 650 HB, cand se foloseste ca penetrator o bila din carbura de wolfram. Metoda consta din imprimarea, cu o forta F, a unei bile de diametrul prescris D, perpendicular pe suprafata piesei de incercat. Bila utilizata ca penetrator trebuie sa aiba o duritate cu minimum 70% mai mare dect duritatea materialului de incercat. Duritatea Brinell HB se exprima prin raportul dintre forta aplicata F si suprafata calotei sferice S a urmei remanente lasate de penetrator dupa indepartarea lui de pe material: HB=F/S. Duritatea Brinell HB se foloseste ca o valoare conventionala ce inlocuieste folosirea unitatii de masura daN/mm2.

Suprafata calotei sferice se calculeaza pornind de la diametrul d al bazei acesteia, masurat cu lupa, la microscop sau prin proiectarea urmei pe ecranul aparatului destinat incercarii, astfel:

. Inlocuind suprafata calotei in relatia de calcul a duritatii, se obtine:

, [daN/mm2] sau

[daN/mm2].

~5~

Daca F si D din relatia prezentata sunt cunoscute si d rezulta in urma masurarii diametrului urmelor se poate calcula duritatea. Practic, acest calcul nu este necesar deoarece exista, in standard, tabele care prezinta valoarea duritatii in functie de F, D si d. Diametrul bilei penetrator se alege dintr-un set de cinci bile al carui dimensiune poate fi: 1: 2: 2,5; 5; 10 [mm]. Folosind la determinarea duritatii un penetrator cu bila de diametru constant si sarcini crescatoare se obtin valori crescande ale duritatii. De asemenea, folosind o sarcina constanta si penetratoare cu bile de diametre descrescande se obtin valori descrescande ale duritatii. Se poate constata, deci, ca valorile duritatii Brinell obtinute cu penetratoare avand bile de diametru diferit sau asupra carora actioneaza sarcini diferite nu sunt comparabile intre ele. Valori comparabile se obtin numai in conditiile in care se respecta similitudinea geometrica a urmelor produse. Din figura 2.39, reiese ca aceasta similitudine este satisfacuta numai daca unghiul φ este identic pentru toate urmele obsinute la incercarea unui anumit material. Din triunghiul AOB rezulta:

de unde

.

Aceasta expresie introdusa in relatia de mai sus conduce la:

.

.

Punand conditia similitudinii (φ=constant) rezulta ca, pentru obtinerea unor valori constante a duritatii, la incercarea aceluiasi material, este necesar ca si raportul F/D2 sa fie constant. Acest raport se noteaza cu k si este denumit grad de solicitare. Gradul de solicitare se alege dintr-un sir de valori standardizate si prezentate in tabelul 2.16 in functie de natura materialului si de grosimea probei.

Gradul de solicitare k 30 15 10 5 2,5 1

Materialele pentru care este recomandat Otel netratat, otel turnat, fonte Cupru,bronz, alama trasa, nichel, aliaje usoare Aluminiu, magneziu, alama turnata Aliaje antifrictiune Plumb, staniu, metale moi

~6~

Pentru ca bila sa nu se deformeze in timpul incercarii, ceea ce ar conduce la obtinerea unor rezultate eronate, este necesar ca diametrul urmei lasate de penetrator pe materialul de incercat sa se incadreze in limitele impuse de relatia: 0,25D