ロックウェル硬さ試験、鋼に対する治療の効果

(H_B) ブリネル、ビッカース (V)、ヌープ (K)、ショア硬さ試験、硬度を測定するいくつかの一般的な方法があります。これらの各メソッドは、貫通、直接読むことによってまたは球 (ブリネル)、コーン (ロックウェル)、または光学的測定されますダイヤモンド ピラミッド (ビッカース、ヌープ、およびロックウェル)、金属の表面に刻み目を作るための形状のいずれかを利用しています。ショア硬さ試験は通常、プラスチックやその他のポリマーの表面に貫入を測定します。ブリネル硬さ試験を導入した最初の硬さ試験、初歩的な計測器を利用した高負荷のための堅牢なメソッド。ビッカース硬さ試験は、有益な値の広い範囲に硬さを見てする必要があるときそれをから測定することができます最低から最高硬度を記録しました。ヌープ硬さ試験は、非常に小さなまたは薄いサンプル アプリケーションに有益です。それにもかかわらず、ロックウェル硬さ試験は、最も人気のある、それは非常に迅速かつ安価な唯一の硬度だけでなくテスト直接光のツールの助けを借りず硬度を読むことができます 1 つは。

この研究の焦点を当てますロックウェル硬さ試験 ASTM E-18 で定義されています。典型的なロックウェル試験機は図 1 に示すように、読み出しとビューアーに隠されている、荷重を適用するレバー システム成っています。手動と自動のバージョンのこれらのマシンは一般試験所で利用可能です。

図 1: ロックウェル試験機。

硬度が高い、以下の浸透深さ従って対応するロックウェル硬さ値は低くなります。ロックウェル B と C 硬度として計算されます。

任意の硬さの試験からの結果は、大規模なデータセットに最適方程式を通じて他の硬度のスケールに変換できます。ない 1 つの離散、線形変換があるし、計算結果の値が絶対値ではなく近似になるため。たとえば、平面ひずみ下での非加工硬化材。

図 2 は、校正用試験片、試験機には通常の典型的なインデントを示します。これらのブロックを使用して定期的にマシンが正しく実行されていることを確認する必要があります。

図 2: キャリブレーション ブロックのインデント。

一般に、材料の引張強度(σ_u) のような方程式をブリネル硬度 (H_B) に関連付けることができます。

熱処理、冷間圧延材料の強さが変更された方法の 1 つです。一般に、順次薄くロールを介して冷間圧延は強いになります (と硬い素材)。同様に、鋼の冷却速度は大きく機械的パフォーマンスの向上に貢献するマルテン サイト構造の形成を影響します。マルテン サイト構造は、体心正方晶 (BCT)、結晶が両端に正方形に伸ばして、それにより材料にグレート硬度を付与、レンズのように、両側に長くの異なる結晶構造を表わします。

熱処理の特性の 1 つの方法は、ジョミニー終わり抑制試験 (ASTM A225) を通じてです。このテスト丸棒試験片の長さ 4 インチはオーブンで均一に加熱されます。完全 austenizing に達しているその所望の温度に達した後 (> 900 ° C)、1 つの端のウォーター ジェットで試料を冷却します。Austenization は、鋼を加熱して、フェライトからオーステ ナイトに変態、ガンマ相鉄として知られている鉄の金属、非磁性同素体結晶構造を変えるプロセスです。

水の噴流を受ける最後のクールが異なるマルテン サイト構造と試料の長さに沿って、したがって異なる硬度の結果、もう一方の端よりも速く大幅。この時点で浅いフラット表面に硬さ、平らな面に試験では、試験片の長さに沿って地面で。ジョミニー試験片はロックウェル硬さ試験を示すため役に立つが、ジョミニー終わり抑制試験測定になっている材料の焼入性と硬度テスト結果を混同しないように注意する必要があります。焼入性を測定するものではマルテン サイト構造材料の部分の深さによって異なりますどのように硬度はその変化を特徴づける一つの方法です。

典型的なロックウェル C テストで予備荷重、圧子を初期の侵入深さを測定します。この最初のステップは、ゼロを確立するか、材料の表面の変化から任意の効果を軽減するために位置を参照することです。次に、主要な負荷は、圧子に適用されます。最後に、プリロードが削除され、最終浸透深さを測定します。初期プリロード値からこの値の違いは、硬さ値に計算されます。

次の手順は、図 1 に示すマニュアル機です。手順は、他のコンピューターのために典型的です。

1. 水冷却治療を受けた典型的なジョミニの終わり抑制試験片を入手します。
2. テスト中に移動しないように、試験機のテーブルに供試体を保護します。
3. 選択レバーが「取り出し」位置を確認します。
4. (お問い合わせだけしたとき、フロントのダイヤルに針を少しの移動を開始)、圧子との接触が確立されるまで、サンプルを上げる支援のもと調整ホイールを使用して。
5. 最初の読みが 0 になるようにダイヤル ゲージを調整します。
6. ゆっくりとダイヤル ゲージの 3 つの完全な回転; を経てきたまでテーブルの調整を有効に継続することにより予圧を適用します。針が 0 に戻るときを停止します。
7. 側面のレバーを「読み込み」の位置に移動します。
8. 針の動きは止まりますまで待つ (5 に 10 s)「アンロード」にレバーを戻した。
9. ダイヤル ゲージを読んでからロックウェル C 硬さを記録します。
10. 長さに沿ってテストを繰り返します。ASTM A255 最初の 1/2 のインチの間隔を 1/16 インチ、1/8 インチ間隔で次のスの測定をすべきであることを指定します。

ビデオにロックウェル人事 C テスト ジョミニー試験片のテストの典型的な結果を示します。硬度は水の噴流を受ける端から離れて 1 つの動きとしてかなり減少します。硬度テスト値は、引張強度試験機製造者によって提供されるグラフに変換できます。焼入れ端から遠ざかるにつれ、鋼が強度と硬さでかなり異なることを示した。

硬さ試験は、材料についての重要なエンジニア リングを獲得する主要なテストの 1 つです。ロックウェル硬さ試験硬さ試験、推奨される方法は、それは光学機器を高度な必要があるが、正確に、安く、代わりに基本的な実験装置を採用しています、すぐに体の硬さを測定します。もっと重要なは、このメソッドは、簡単に翻訳とラボとテスト担当者の間再現性を相対的なシンプルさのためです。手順では、条件をプリロードするの最初の読みを取って後、1 つは主要な負荷を適用し、初期値からの位置の変化を測定する必要があります。この値は、硬さ値に変換、方程式の他の硬度のスケールに近似することができますも計算できます。ロックウェル硬さ試験は、鋼のマルテン サイト組織に影響を与える冷却速度とどのように冷却速度が大幅に異なる強みを持つ材料で結果を表示する使用されました。

硬さ試験は、それらの使用でのパフォーマンスの質の高さを確保する適切な材料を利用することを有効にします。私たちの日常生活で使用するすべての製品は、硬度のテストされています。次の面白いシナリオがどのように私たちに便利で安全な素材を楽しむことにより、硬さ試験に多くの毎日の例の 1 つで、検討してください。あなたの家族の再会のための裏庭でバーベキューをスローするようにあなたのために使用された硬度テスト時間の茄多を想像してください。金属の芝生の椅子は確かに硬さ、地面におばさんベッシーはタンブリング行くない彼女が座ったとき金属が十分に強いことを確認するテストをしなければならなかった。グリルの上の金属の格子はまた硬度 (あなたのお母さんには、強火でよく彼女のステーキが好きな) ことを考えれば、温度の広い範囲にわたってテストをしなければならなかったない破壊したり時を与えるだろうことが必然的に落としたないグリル トング グリルで。肉をカットに使用するナイフはすべて焼入鋼も。最後に、プールで金属製のはしごの硬さにテストをしていた水生条件該当確認することあなたのいとこがプールから登るしようとすると、彼 didn't バック金属が失敗したときに。硬さ試験のおかげで、人間の生活はもちろんのこと悪童、保存したハンバーガー、ホットドッグ、たくさんがあります。