Kietumo matuoklio parinkimas ir taikymo sritis

Kietumo matuoklis – tai metalo kietumo matavimo įrankis. Kietumo sąvoka pirmą kartą buvo pateikta Leo Muhlo, ji reiškia medžiagos gebėjimą pasipriešinti kietam objektui, įspaudžiamam į jos paviršių. Tai vienas svarbiausių metalo medžiagų eksploatacinių rodiklių. Paprastai kuo aukštesnė kietumas, tuo geresnė dilimo atsparumas.

Pagal skirtingus matavimo principus kietumo matavimai skirstomi į Lio (Leeb) kietumo matuoklius, Rokvelo (Rockwell) kietumo matuoklius, Brinelio (Brinell) kietumo matuoklius, Šavo (Shaw) kietumo matuoklius, Šoro (Shore) kietumo matuoklius, Barkolio (Barcol) kietumo matuoklius, mikrokietumo matuoklius, Mohso (Mohs) kietumo matuoklius, Vikerso (Vickers) kietumo matuoklius ir kt.

Brinello ir Rokvelo kietumo matuokliai yra plačiausiai naudojami. Jais galima išmatuoti plieno ir lieto plieno, lydinių įrankių plieno, nerūdijančiojo plieno, pilkojo lietojo geležies, kovotojo lietojo geležies, lieto aliuminio lydinių, vario ir cinko lydinių (vario cinko lydinys), vario ir stovo lydinių (vario stovo lydinys), grynojo vario, kaltų plienų, šiluminės apdorojimo, anglies įprisotinimo, kalimo kietinimo sluoksnio, paviršiaus dengimo sluoksnio, plieno, spalvotųjų metalų bei mažų ir plonų detalių, gumos, plastiko, integrų grandynų plokštelių, papuošalų ir kt.

Kietumo matuokliui naudoti reikia atsižvelgti į keletą svarbių punktų.

1. Kietumo matuoklis pats sukelia du klaidų tipus: vieną – dėl jo detalių deformacijos ir judėjimo; kitą – dėl kietumo parametro viršijimo nustatytų standartų. Antruoju atveju prieš matavimą kietumo matuoklis turi būti kalibruojamas naudojant etaloninį bloką. Rokvelo kietumo matuoklis laikomas tinkamu naudoti, jei kalibravimo nuokrypis yra ribose ±1, o stabiliosios reikšmės nuokrypis – ribose ±2, ir galima nustatyti pataisos vertę. Jei nuokrypis išeina už ±2 ribų, kietumo matuoklis turi būti pakartotinai kalibruojamas ir remontuojamas arba naudojami kiti kietumo matavimo metodai.

2. Kietumo matuoklis turi skirtingus taikymo diapazonus ir jis turėtų būti parenkamas pagal nustatytas taisykles. Pavyzdžiui, kai kietumas viršija HRB100, bandymui reikia naudoti HRC skalę; kai kietumas mažesnis nei HRC20, bandymui reikia naudoti HRB skalę. Tai dėl to, kad viršijus nustatytą bandymo diapazoną kietumo matuoklio tikslumas ir jautrumas yra prasti, kietumo reikšmės netikslūs ir prietaisas netinka naudojimui.

3. Keičiant įspaudiklį arba atraminį padėklą, atidžiai išvalykite kontaktinę sritį. Po pakeitimo naudokite tam tikro kietumo plieninį mėginį ir atlikite kelis bandymus, kol du iš eilės gauti kietumo rodmenys bus vienodi. Šio veiksmo tikslas – užtikrinti, kad įspaudiklis arba atraminis padėklas būtų tvirtai prispausti ir gerai kontaktuotų su bandymo įrenginio kontaktine dalimi, kad nebūtų paveikta bandymo rezultatų tikslumas.

4. Po kietumo matuoklio sureguliavimo, pradedant kietumo matavimą, pirmasis bandymo taškas išbandomas naudojant standartinį bandymo blokelį, kad būtų išvengta netinkamo bandinio ir plokštelės sąlyčio ir nepatikimų matavimo rezultatų. Patvirtinus, kad kietumo matuoklis veikia normaliai, galima pradėti oficialiai bandyti bandinį ir įrašyti išmatuotą kietumo reikšmę.

5. Jei bandinys leidžia, paprastai rekomenduojama bent tris kartus išmatuoti kietumą skirtingose jo vietose. Atstumas tarp trijų matavimo taškų turi būti ≥3 mm, o bandinio kietumo reikšme laikoma šių trijų reikšmių vidurkis.

6. Sudėtingos formos bandiniams reikia naudoti atitinkamus pagalbinius padėklus, o po jų pritvirtinimo – atlikti matavimus. Apvalūs bandiniai paprastai dedami į V-formos griovytę matavimui.

7. Kietumo matuoklis turi būti kalibruotas pagal nustatytus reikalavimus. Standartinis blokas, naudojamas kietumo matuokliui kalibruoti, negali būti naudojamas abiem paviršiais, nes standartinio paviršiaus ir atvirkštinio paviršiaus kietumas gali skirtis. Paprastai nustatyta, kad standartinis blokas yra galiojantis vienerius metus nuo kalibravimo datos.

įvairių kietumo matuoklių taikymo sritys yra tokios:

Brineli kietumo matuoklis: Pagrindinis naudojimas – kovos plieno ir lietojo geležies su netolygia struktūra kietumo nustatymui, taip pat tinkamas spalvotųjų metalų ir minkštojo plieno tyrimui. Brinelo kietumo bandymas tinka žaliavų ir pusgaminių tikrinimui gAMINIAI . Privalumas yra tas, kad įdubimas yra didelis, todėl jis gali atspindėti medžiagos bendrąsias savybes ir užtikrinti aukštą tikslumą; trūkumas – didelis įdubimas, todėl jis paprastai nenaudojamas gaminio galutiniam tikrinimui.

‌ Rokvelo kietumo matuoklis: Tinka įvairių juodųjų ir spalvotųjų metalų kietumo tyrimui, įskaitant užkaitintą plieną, užkaitintą ir ištemptą plieną, ištemptą plieną, atleistą plieną, paviršiaus kietinamą plieną, karbidinius medžiagų, miltelinės metalurgijos medžiagas, šiluminių purškimų dengtuvus ir kt. Privalumas – plačios taikymo galimybės ir tinkamumas įvairių juodųjų ir spalvotųjų metalų kietumo tyrimui; trūkumas – įdubimas mažas, todėl prietaisas tinka plonų plokščių metalų, plonos sienelės vamzdžių ir kt. tyrimui.

‌ Paviršiaus Rockvelio kietumo matuoklis: Tinka plonų plokščių, paviršiaus įkietintų sluoksnių (pvz., anglies įpradintų, azoto įpradintų), nerūdijančiųjų plienų ir aliuminio lydinių kietumo tyrimui. Vickerso kietumo matuoklis: naudojamas mažų detalių, plonų plieno plokščių, metalo folijų, integrinių schemų plokštelių, laidų, plonų įkietintų sluoksnių, elektrolitinių dangų, stiklo, papuošalų ir keramikos kietumui matuoti. Privalumas – mažas įbrėžimo dydis, todėl tinka mažoms detalėms ir ploniems medžiagų sluoksniams tirti; trūkumas – operacijos atlikimas yra gana sudėtingas. Tinka mažoms detalėms, plonoms plieno plokštėms, metalo folijoms ir kitoms medžiagoms tirti.