Tres mètodes comuns d'assaig de duresa

Les proves de duresa són un mètode d'avaluació de propietats mecàniques crucials en la ciència dels materials, que ajuden a determinar la resistència d'un material a sagnats, ratllades o desgast. A continuació es mostren tres mètodes de prova de duresa àmpliament utilitzats, cadascun amb els seus principis, aplicacions i característiques.

 

1. Prova de duresa Rockwell

La prova de duresa Rockwell mesura la duresa d'un material determinant la profunditat de sagnat causada per un indentador específic sota una càrrega específica. Utilitza dues càrregues: una càrrega menor preliminar per garantir un contacte constant i una càrrega important per crear la sagnat. El valor de duresa Rockwell es deriva de la diferència de profunditat de sagnat abans i després d'aplicar la càrrega principal.

 

1. Sagnadors i escales:

 

Rockwell C (HRC): Utilitza un indentador de con de diamant i és adequat per a materials durs com acer endurit, carbur cimentat i acer per a eines.

 

Rockwell B (HRB): Utilitza un indentador de bola d'acer d'1/16 de polzada de diàmetre, ideal per a materials més suaus com ara acer recuit, aliatges de coure i aliatges d'alumini.

 

Rockwell A (HRA): també empra un indentador de con de diamant però amb una càrrega menor, que s'utilitza per a materials molt durs com ara làmines d'acer fines i capes endurides - poc profundes.

 

1. Aplicacions: s'utilitza àmpliament en la fabricació de metalls, aliatges i components amb tractament tèrmic -. Per exemple, a la indústria de l'automòbil, s'utilitza per provar la duresa de les peces del motor i els components de la transmissió per garantir la seva durabilitat.

 

2. Assaig de duresa Brinell

Les proves de duresa Brinell consisteixen en prémer un indentador de bola d'acer dur o de carbur a la superfície del material sota una càrrega especificada durant un període determinat i després mesurar el diàmetre de la sagnia. El nombre de duresa Brinell (HB) es calcula en funció de la càrrega i la superfície de la sagnat.

 

• Principi: La duresa Brinell (HB) es calcula dividint el doble de la càrrega aplicada (F) per [π multiplicada pel diàmetre del sagnador (D) i després multiplicada per (D menys l'arrel quadrada de (D al quadrat menys el diàmetre del sagnat (d) al quadrat))].

 

• Característiques: proporciona un sagnat relativament gran, cosa que fa que el resultat de la prova sigui menys afectat per les inhomogeneïtats locals del material, de manera que és adequat per provar materials amb grans gruixuts o estructures irregulars, com ara ferro colat i peces de fosa de metalls no - ferrosos.

 

• Aplicacions: S'utilitza habitualment en les proves de peces de treball grans, peces forjades i peces de fosa. A la indústria de la construcció, es pot utilitzar per provar la duresa de les barres d'acer i l'acer estructural per garantir la qualitat de les estructures de construcció.

 

3. Prova de duresa Vickers

Les proves de duresa de Vickers utilitzen un indentador de piràmide quadrada de diamant per pressionar la superfície del material sota una càrrega específica. El nombre de duresa de Vickers (HV) s'obté dividint la càrrega aplicada per la superfície de la sagnat.

 

• Principi: la fórmula de duresa de Vickers és HV=0.1891F/d²​, on F és la càrrega i d és la longitud diagonal mitjana del sagnat.

 

• Avantatges: Es pot aplicar a una àmplia gamma de càrregues, des de càrregues molt lleugeres per provar pel·lícules primes o components petits fins a càrregues pesades per provar materials a granel. A més, els resultats de les proves són altament precisos i es poden convertir fàcilment a altres escales de duresa.

 

• Aplicacions: àmpliament utilitzat en les proves de peces de precisió, com les de la indústria aeroespacial (components del motor, pales de turbines), components electrònics i dispositius mèdics, on es requereix una alta precisió.

 

Conclusió

Cadascun d'aquests tres mètodes de prova de duresa té els seus propis avantatges i escenaris aplicables. Les proves de Rockwell són ràpides i adequades per al control de qualitat de rutina; Les proves de Brinell són bones per a materials de gra gruixut -; i les proves de Vickers ofereixen una gran precisió i versatilitat. L'elecció del mètode adequat depèn del tipus de material, la mida del component, la precisió requerida i els requisits específics de l'aplicació.