Konwersja Vickersa na twardość Brinella: praktyczny przewodnik

Wprowadzenie do skal twardości Vickersa i Brinella

Badania twardości są niezbędne do oceny trwałości i wytrzymałości materiałów. Dwie z najczęściej stosowanych metod określania twardości to testy twardości Vickersa i Brinella. Obie skale mierzą odporność materiału na wgniecenia, ale techniki i jednostki są różne. W wielu przypadkach przydatne jest przeliczenie wartości twardości Vickersa (HV) na twardość Brinella (HB) dla celów porównawczych. W tym artykule opisano proces przeliczania twardości Vickersa na Brinella oraz czynniki biorące udział w przeliczeniu.

Zrozumienie twardości Vickersa (HV)

Test twardości Vickersa mierzy twardość materiału poprzez przyłożenie znanej siły do ​​wgłębnika w kształcie piramidy diamentowej i zarejestrowanie wielkości wcięcia pozostawionego w materiale. Skala Vickersa jest szeroko stosowana ze względu na jej wszechstronność i zapewnia spójne wyniki w różnych materiałach, od miękkich metali po ceramikę.

Wzór na obliczenie twardości Vickersa to:

• HV = 1,854 × (F/d²)
• Gdzie: F to przyłożona siła w kilogramach (kg), a d to średnia długość przekątnej wcięcia w milimetrach (mm).

Zrozumienie twardości Brinella (HB)

W teście twardości Brinella wykorzystuje się znacznie większy wgłębnik, zwykle kulkę stalową lub węglikową, aby wykonać wgłębienie w materiale pod znaną siłą. Następnie mierzy się średnicę wgłębienia i oblicza wartość twardości. Skala Brinella jest powszechnie stosowana do badania materiałów o grubej lub niejednorodnej strukturze, takich jak odlewy i odkuwki.

Wzór na twardość Brinella jest następujący:

• HB = (2F) / (πD(D - √(D² - d²)))
• Gdzie: F to przyłożona siła w kilogramach (kg), D to średnica kuli w milimetrach (mm), a d to średnica wgłębienia w milimetrach (mm).

Wzór przeliczeniowy twardości Vickersa na Brinella

Chociaż testy twardości Vickersa i Brinella są różne, przeliczenie twardości Vickersa (HV) na twardość Brinella (HB) można przeprowadzić za pomocą przybliżonego wzoru. Ta konwersja jest pomocna, gdy stosowane są różne skale twardości, ale potrzebne jest bezpośrednie porównanie.

Przybliżony wzór przeliczeniowy twardości Vickersa na twardość Brinella to:

• HB ≈ 0,95 × HV

Ten wzór podaje szacunkową wartość twardości Brinella na podstawie wartości twardości Vickersa. Należy jednak pamiętać, że zależność między tymi dwiema skalami może nie zawsze być liniowa dla wszystkich materiałów, dlatego tego przybliżenia najlepiej używać w ogólnych przypadkach.

Czynniki wpływające na konwersję

Na dokładność konwersji Vickersa na Brinella wpływa kilka czynników. Należą do nich rodzaj materiału, metoda badania i specyficzne warunki, w których przeprowadzane są badania twardości. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę następujące punkty:

• Właściwości materiału: Różne materiały będą miały różne zachowania wcięcia, co wpływa na dokładność konwersji.
• Warunki testu: Przyłożona siła i wielkość wgłębnika w obu testach mogą mieć wpływ na wyniki, szczególnie w przypadku materiałów bardziej miękkich lub o nierównej strukturze ziarna.
• Jednorodność materiału: Skala Brinella lepiej nadaje się do badania materiałów o strukturze niejednorodnej, natomiast test Vickersa zapewnia dokładniejsze wyniki dla materiałów o jednolitych właściwościach.

Praktyczne zastosowania konwersji

Przeliczanie wartości twardości Vickersa na wartości Brinella jest powszechnie wykonywane w branżach, w których można stosować oba testy, na przykład w materiałoznawstwie, metalurgii i kontroli jakości w produkcji. Do najpopularniejszych zastosowań konwersji należą:

• Testowanie materiałów: Porównując twardość materiałów badanych różnymi metodami.
• Kontrola jakości: Zapewnienie spójności twardości produktu w różnych partiach przy użyciu różnych testów twardości.
• Specyfikacja produktu: Kiedy producenci określają wartości twardości, może być konieczne dokonanie konwersji pomiędzy różnymi skalami twardości w zależności od używanego sprzętu.