Войти
Диаграмма сил Шкала Бринелля характеризует твердость при вдавливании материалов по шкале проникновения индентора, нагруженного на образец материала. Это одно из нескольких определений твердости в материаловедении.
Предложено шведским инженером Йоханом Августом Бринеллом в 1900 г., это был первый широко используемый стандартизированный тест на твердость в машиностроении и металлургии. Большой размер вмятины и возможное повреждение образца ограничивают его полезность. Однако у него также была полезная особенность, заключающаяся в том, что значение твердости, деленное на два, давало для сталей приблизительное значение UTS в тысяч фунтов на квадратный дюйм. Эта функция способствовала его раннему внедрению среди конкурирующих тестов на твердость.
Типичный тест использует стальной шарик диаметром 10 мм (0,39 дюйма) в качестве индентора в качестве индентора с силой 3000 кгс. (29,42 кН ; 6,614 фунт-сила ) сила. Для более мягких материалов используется меньшее усилие; для более твердых материалов стальной шар заменяется шариком из карбида вольфрама. Углубление измеряется и твердость рассчитывается как:
где:
твердость по Бринеллю иногда указывается в мегапаскалях; число твердости по Бринеллю умножается на ускорение свободного падения, 9,80665 м / с, чтобы преобразовать его в мегапаскали.
BHN можно преобразовать в предел прочности на разрыв (UTS), хотя соотношение зависит от материала и, следовательно, определяется эмпирически. Взаимосвязь основана на индексе Мейера (n) из закона Мейера. Если индекс Мейера меньше 2,2, то отношение UTS к BHN составляет 0,36. Если индекс Мейера больше 2,2, то соотношение увеличивается.
BHN обозначается наиболее часто используемыми стандартами испытаний (ASTM E10-14 и ISO 6506–1: 2005) как HBW (H от твердости, B из бринелля 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
где:
При цитировании числа твердости по Бринеллю (BHN или чаще HB) необходимо указать условия теста, использованного для получения номера. (HB не относится к степени «HB» для твердости карандаша.) Стандартный формат для 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 YYD. XXX - это сила, прилагаемая (в кгс) к материалу типа YY (5 для алюминиевых сплавов, 10 для медных сплавов, 30 для сталей). Таким образом, можно записать типичную твердость стали: 250 HB 30D. Это может быть максимум или минимум.
| символ твердости | Диаметр индентора мм | F / D2 | Испытательное усилие 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 |
|---|---|
| Мягкая древесина (например, сосна ) | 1,6 HBS 10/100 |
| Твердая древесина | 2,6–7,0 HBS 10/100 |
| Свинец | 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 |
| Закаленная AW-6060 Алюминий | 75 HB |
| Низкоуглеродистая сталь | 120 HB |
| 18–8 (304) нержавеющая сталь отожженная | 200 HB |
| Износостойкая пластина Hardox | 400-700 HB |
| Закаленная инструментальная сталь | 600–900 HB (HBW 10/3000) |
| Стекло | 1550 HB |
| Диборид рения | 4600 HB |
| Примечание: стандартные условия испытаний, если не указано иное Заявленные | |
Его можно использовать для испытаний на неоднородные материалы (материалы, свойства которых непостоянны по всему образцу). Бринель дает возможность проводить испытания с использованием разных сил и разных инденторов. Процесс тестирования неразрушающий.
