Шкала Бринелля - Brinell scale
В Шкала Бринелля /брəˈпɛл/ характеризует твердость вдавливания материалов по шкале проникновения индентора, нагруженного на образец материала. Это одно из нескольких определений твердости в материаловедение.
История
Предложено Шведский инженер Йохан Август Бринелл в 1900 году это был первый широко используемый стандартизированный тест на твердость в инженерное дело и металлургия. Большой размер вмятины и возможное повреждение образца ограничивают его полезность. Однако у него также была полезная особенность: значение твердости, разделенное на два, давало приблизительное значение. UTS в ksi для сталей. Эта функция способствовала его раннему внедрению среди конкурирующих тестов на твердость.
Детали теста
Типичный тест использует 10 мм (0,39 дюйма) диаметр стали шарик как индентор с 3000кгс (29.42 кН; 6,614 фунт-сила ) сила. Для более мягких материалов используется меньшее усилие; для более твердых материалов карбид вольфрама мяч заменяется стальным шаром. Вмятину измеряют, и твердость рассчитывают как:
куда:
- BHN = число твердости по Бринеллю (кгс / мм2)
- п = приложенная нагрузка в килограммах-силе (кгс)
- D = диаметр индентора (мм)
- d = диаметр вдавливания (мм)
Твердость по Бринеллю иногда указывается в мегапаскалях; число твердости по Бринеллю умножается на ускорение свободного падения, 9,80665 м / с.2, чтобы преобразовать его в мегапаскали.
BHN может быть преобразован в предел прочности на растяжение (UTS), хотя взаимосвязь зависит от материала, а потому определяется эмпирически. Взаимосвязь основана на индексе Мейера (n) из Закон Мейера. Если индекс Мейера меньше 2,2, то отношение UTS к BHN составляет 0,36. Если индекс Мейера больше 2,2, то коэффициент увеличивается.[1]
BHN обозначается наиболее часто используемыми стандартами испытаний (ASTM E10-14[2] и ISO 6506–1: 2005[3]) в качестве HBW (ЧАС от твердости, B из Бринелла и W из материала индентора карбид вольфрама (вольфрама)). В прежних стандартах HB или HBS использовались для обозначения измерений, сделанных со стальными инденторами.
HBW рассчитывается в обоих стандартах с использованием единиц СИ как
куда:
- F = приложенная нагрузка (ньютоны)
- D = диаметр индентора (мм)
- d = диаметр вдавливания (мм)
Общие ценности
При цитировании числа твердости по Бринеллю (BHN или чаще HB) должны быть указаны условия испытания, используемого для получения числа. (HB не имеет отношения к степени "HB" твердость карандаша.) Стандартный формат определения тестов можно увидеть в примере «HBW 10/3000». «HBW» означает, что использовался шариковый индентор из карбида вольфрама (от химического обозначения вольфрама или от шведско-немецкого названия вольфрама «Wolfram»), в отличие от «HBS», что означает шарик из закаленной стали. Цифра «10» - это диаметр шара в миллиметрах. «3000» - это сила в килограммах.
Твердость также может отображаться как XXX HB YY.D2. XXX - это сила, прилагаемая (в кгс) к материалу типа YY (5 для алюминиевых сплавов, 10 для медных сплавов, 30 для сталей). Таким образом, типичная твердость стали может быть записана: 250 HB 30D2. Это может быть максимум или минимум.
| Твердость символ | Диаметр индентора мм | F / D2 | Испытательная сила Н / кгс |
|---|---|---|---|
| HBW 10/3000 | 10 | 30 | 29420(3000) |
| HBW 10/1500 | 10 | 15 | 14710(1500) |
| HBW 10/1000 | 10 | 10 | 9807(1000) |
| Материал | Твердость |
|---|---|
| Хвойная древесина (например., сосна ) | 1,6 ОБД 10/100 |
| Лиственных пород | 2,6–7,0 ОБД 10/100 |
| Вести | 5,0 HB (чистый свинец; легированный свинец обычно может варьироваться от 5,0 HB до значений, превышающих 22,0 HB) |
| Чистый Алюминий | 15 HB |
| Медь | 35 HB |
| Закаленный AW-6060 Алюминий | 75 HB |
| Мягкая сталь | 120 HB |
| 18–8 (304) нержавеющая сталь отожженный | 200 HB[4] |
| Износостойкая пластина Hardox | 400-700 HB |
| Закаленный инструментальная сталь | 600–900 HB (HBW 10/3000) |
| Стекло | 1550 HB |
| Диборид рения | 4600 HB |
| Примечание: стандартные условия испытаний, если не указано иное | |
Преимущества
 | Эта секция может быть сбивает с толку или неясно читателям. В частности, не имеет смысла обозначать тест как «неразрушающий», когда весь тест заключается в создании углублений. (Август 2020 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Его можно использовать для испытаний на неоднородные материалы (материалы, свойства которых не являются постоянными по всему образцу). Бринель дает возможность проводить испытания с использованием разных сил и разных инденторов. Процесс тестирования неразрушающий.
Стандарты
- Международный (ISO ) и европейский (CEN ) Стандарт
- «EN ISO 6506-1: 2005: Металлические материалы - испытание на твердость по Бринеллю - Часть 1: метод испытания».
- «EN ISO 6506-2: 2005: Металлические материалы - испытание на твердость по Бринеллю - Часть 2: проверка и калибровка испытательной машины».
- «EN ISO 6506-3: 2005: Металлические материалы - испытание на твердость по Бринеллю - Часть 3: калибровка эталонных образцов».
- «EN ISO 6506-4: 2005: Металлические материалы - испытание на твердость по Бринеллю - Часть 4: Таблица значений твердости».
- Стандарт США (ASTM International )
Смотрите также
- Бринеллинг
- Сравнение твердости
- Тест на твердость по Кнупу
- Испытание на твердость отскока по Leeb
- Шкала Роквелла
- Тест твердости по Виккерсу
Рекомендации
- ^ Табор 2000, п. 17.
- ^ ASTM E10-14.
- ^ EN ISO 6506-1: 2005.
- ^ «Нержавеющая сталь AISI типа 304». Лист технических данных ASM. нет данных. Получено 28 мая 2019.
- Табор, Дэвид (2000). Твердость металлов. Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-850776-3.
внешняя ссылка
- Испытание на твердость по Бринеллю - методы, преимущества, недостатки, применения
- Видео об испытании твердости по Бринеллю на YouTube
- Конвертация из Роквелла в Бринелл (Бринелл, Роквелл A, B, C)
- Таблица преобразования твердости Struers (Виккерс, Бринелл, Роквелл B, C, D)
- Таблица преобразования твердости по Бринеллю HB (МПа, Бринелл, Виккерс, Роквелл C)