Преобразование твердости по Виккерсу в твердость по Бринеллю: практическое руководство

Введение в шкалы твердости по Виккерсу и Бринеллю

Испытания на твердость необходимы для оценки долговечности и прочности материалов. Двумя наиболее широко используемыми методами определения твердости являются испытания на твердость по Виккерсу и Бринеллю. Обе шкалы измеряют устойчивость материала к вдавливанию, но методы и единицы измерения различаются. Во многих случаях для целей сравнения полезно преобразовать значение твердости по Виккерсу (HV) в твердость по Бринеллю (HB). Эта статья расскажет вам о процессе перевода твердости по Виккерсу в твердость по Бринеллю и о факторах, участвующих в этом преобразовании.

Понимание твердости по Виккерсу (HV)

Испытание на твердость по Виккерсу измеряет твердость материала путем приложения известной силы к алмазному пирамидальному индентору и регистрации размера углубления, оставшегося в материале. Шкала Виккерса широко используется из-за ее универсальности, позволяющей получать стабильные результаты для самых разных материалов, от мягких металлов до керамики.

Формула для расчета твердости по Виккерсу:

• ВН = 1,854 × (Ф/д²)
• Где: F — приложенная сила в килограммах (кг), а d — средняя диагональная длина отпечатка в миллиметрах (мм).

Понимание твердости по Бринеллю (HB)

При испытании на твердость по Бринеллю используется индентор гораздо большего размера, обычно стальной или твердосплавный шарик, чтобы сделать углубление в материале под действием известной силы. Затем измеряется диаметр углубления и рассчитывается значение твердости. Шкала Бринелля обычно используется для испытаний материалов с грубой или неоднородной структурой, таких как отливки и поковки.

Формула твердости по Бринеллю выглядит следующим образом:

• HB = (2F) / (πD(D - √(D² - d²)))
• Где: F — приложенная сила в килограммах (кг), D — диаметр шарика в миллиметрах (мм), а d — диаметр углубления в миллиметрах (мм).

Формула перевода твердости по Виккерсу в Бринелля

Хотя тесты на твердость по Виккерсу и Бринеллю различаются, преобразование твердости по Виккерсу (HV) в твердость по Бринеллю (HB) можно выполнить с помощью приблизительной формулы. Это преобразование полезно, когда используются разные шкалы твердости, но необходимо прямое сравнение.

Примерная формула перевода твердости по Виккерсу в Бринелля:

• HB ≈ 0,95 × HV

Эта формула дает расчетное значение твердости по Бринеллю на основе значения твердости по Виккерсу. Однако имейте в виду, что взаимосвязь между двумя масштабами не всегда может быть линейной для всех материалов, поэтому это приближение лучше всего использовать для общих случаев.

Факторы, влияющие на конверсию

На точность преобразования Виккерса в Бринелля влияют несколько факторов. К ним относятся тип материала, метод испытаний и конкретные условия, при которых проводятся испытания на твердость. Важно учитывать следующие моменты:

• Свойства материала: Различные материалы будут иметь разное поведение отступов, что влияет на точность преобразования.
• Условия испытаний: Приложенная сила и размер индентора в обоих испытаниях могут повлиять на результаты, особенно для более мягких материалов или материалов с неравномерной зернистой структурой.
• Однородность материала: Шкала Бринелля лучше подходит для испытаний материалов с неоднородной структурой, а тест Виккерса дает более точные результаты для материалов с однородными свойствами.

Практическое применение конверсии

Преобразование значений твердости по Виккерсу в значения твердости по Бринеллю обычно выполняется в отраслях, где могут использоваться оба теста, например, в материаловедении, металлургии и контроле качества на производстве. Некоторые из наиболее распространенных применений преобразования включают в себя:

• Тестирование материалов: При сравнении твердости материалов, испытанных разными методами.
• Контроль качества: Обеспечение единообразия твердости продукта в разных партиях с использованием различных тестов на твердость.
• Технические характеристики продукта: Когда производители указывают значения твердости, им может потребоваться преобразовать различные шкалы твердости в зависимости от используемого оборудования.