HV i AD

Cyflwyniad i brofion caledwch

Mae profion caledwch yn agwedd hanfodol ar wyddoniaeth deunyddiau a pheirianneg a ddefnyddir i fesur gwrthwynebiad deunydd i ddadffurfiad parhaol fel indentation, crafu, thorri, neu wisgo.

Ymhlith y dulliau profi caledwch mwyaf adnabyddus mae caledwch Vickers (HV) Prawf a Phrawf Caledwch Rockwell ar y raddfa C. (HRC).

Caledwch Vickers (HV) Profest

Prawf Caledwch Vickers, Datblygwyd yn 1921 Gan Robert L.. Smith a George E.. Sandland wrth weithio yn Vickers Ltd., yn cyflogi indenter pyramid diemwnt wedi'i seilio ar sgwâr gydag ongl wyneb o 136 ngraddau.

Mae'r prawf hwn yn cyfrif caledwch (HV) trwy rannu'r grym prawf (mewn cilogramau-gorfodi) gan arwynebedd y indentation sy'n deillio o hynny ar y deunydd:

$$HV=\frac{F}{A},$$

ble

$F$

A yw'r grym prawf yn cael ei gymhwyso yn KGF (cilogram), a

$A$

yw arwynebedd yr indentation (mewn mm²). Yn nodweddiadol, disgrifir y mesuriadau fel HV ac yna'r grym a ddefnyddir (e.e., Mae HV500 yn nodi grym prawf o 500 Cymhwyswyd KGF).

Caledwch Rockwell (HRC) Profest

Datblygwyd prawf caledwch Rockwell gan Stanley P.. Rockwell a Hugh M.. Rockwell yn gynnar yn yr 20fed ganrif. Mae'n mesur dyfnder indentation a grëwyd gan lwyth a gymhwysir ar fewnoliad. Graddfa C Rockwell C. (HRC) Yn defnyddio indenter côn diemwnt o'r enw'r indenter “brale”, sydd ag ongl 120 gradd ac yn nodweddiadol yn defnyddio llwyth mawr o 150 kgf. Rhoddir gwerth caledwch rockwell gan:

$$HRC=100-\frac{h}{0.002},$$

ble

$h$

yw dyfnder y treiddiad (mewn milimetrau) Unwaith y bydd y llwyth bach yn cael ei dynnu.

Trosi Vickers (HV) i rockwell (HRC)

Nid oes modd trosi gwerthoedd caledwch ar wahanol raddfeydd yn uniongyrchol trwy hafaliad syml oherwydd bod pob dull prawf yn berthnasol ac yn mesur y gwrthiant i fewnoliad yn wahanol. Serch hynny, Mae tablau trosi empeiraidd a fformwlâu brasamcanu wedi'u datblygu yn seiliedig ar ddata arbrofol helaeth ar gyfer y metelau mwyaf cyffredin.

Un fformiwla trosi fras o'r fath o galedwch Vickers i galedwch Rockwell C yw:

$$HRC\approx \; \approx 0.6965\times HV-14.15,$$

Fodd bynnag, Mae yna hefyd hafaliadau trosi bras eraill fel:

$$HV\approx \; \approx \frac{HRC+0.2\times HRC+14.54}{0.1}.$$

Fodd bynnag, Dylid defnyddio fformwlâu o'r fath yn ofalus oherwydd gall y perthnasoedd amrywio'n sylweddol ar sail y nodweddion deunydd penodol.

Sut i Ddehongli Siart Trosi Caledwch

Siartiau trosi safonedig, megis y rhai a ddarperir gan ASTM International yn ASTM E140, cynnig ffordd fwy dibynadwy i drosi rhwng HV a HRC.

Dyma ran o fwrdd o'r fath (Dylid gwirio gwerthoedd gwirioneddol gydag ASTM E140):

Proses trosi cam wrth gam

1. Nodi'r gwerth caledwch Vickers a roddir (HV): Er enghraifft, gwerth HV o 600 yn golygu bod gan y deunydd galedwch vickers o 600 kgf/mm².
2. Defnyddio tabl trosi safonol neu fformiwla fras:
   • Yn ôl y bwrdd trosi a roddwyd yn flaenorol, gwerth HV o 600 yn cyfateb i oddeutu gwerth HRC o 55.

Gall amrywiad arall ar gyfer trosiad cam wrth gam fod felly:

1. Gan ddefnyddio'r fformiwla
   $HRC\approx \; \approx 0.6965\times HV-14.15$

   dros

   $HV=600$

   :

$$HRC\approx \; \approx 0.6965\times 600-14.15,$$

$$HRC\approx \; \approx 417.9-14.15,$$

$$HRC\approx \; \approx 403.75.$$

Fodd bynnag, Mae'r canlyniad hwn yn ymddangos i ffwrdd oherwydd bod caledwch Vickers o 600 dylai fod yn werth HRC yn agos 55 Yn unol â'r tabl.

Felly, Dylai tabl trosi mwy dibynadwy bob amser gael ei flaenoriaethu dros fformiwla fras.

Fformiwla arall y gellid ei defnyddio yw:

$$HRC\approx \; \approx 0.0685\times HV-21.2.$$

Felly, Gellir dod o hyd i fwy “realistig” mewn tablau swyddogol fel ASTM E140 sy'n darparu gwerth uniongyrchol yn seiliedig ar ddata empirig.

Casgliad

Defnyddio dulliau cywir ar gyfer trosi gwerthoedd caledwch o Vickers (HV) i raddfa rockwell c (HRC) yn hanfodol ar gyfer peirianwyr a gwyddonwyr materol.

Y ffordd fwyaf dibynadwy o wneud y trawsnewid hwn yw trwy ddefnyddio tabl trosi caledwch safonol fel yr un a ddarperir gan ASTM E140.

Mae'n bwysig cofio bod y gwerthoedd hyn yn empirig ac y gallai fod ganddynt ymyl gwall yn seiliedig ar y math o ddeunydd a'r ystod caledwch.