Qattiqlikni o'lchash asbobi yordamida metall materiallarni qanday aniq tekshirish mumkin

Indentatsion qattiqlikni sinovdan o'tkazish nima va uning ahamiyati nimada

Chizilish qattikligini sinov asosan materialga ma'lum yuklar qo'llanganda doimiy ravishda deformatsiyalanishga qarshilik darajasini tekshiradi. Bunday sinov narsaning vaqt o'tishi bilan eskirishga qanday chidamli ekanligi haqida muhim ko'rsatkichlarni beradi. Jarayon diamant konuslar, po'lat sharchalar yoki piramida shaklidagi chizgichlar kabi turli vositalarni silliq sirtga bosishni va hosil bo'lgan chizilish hajmini o'lchashni o'z ichiga oladi. Aeroshtatsozlik yoki avtomashina ishlab chiqarish sohasidagi kompaniyalar uchun issiqlik bilan ishlangan po'lat detallar sifat standartlariga javob berishini tekshirish yoki aluminiy qotishmalari me'yorida ekanligini ta'minlash uchun bunday sinovlar zarur. Agar material yetarlicha qattik bo'lmasa, ular samolyot yoki transport vositalarini qurishda hech kim xohlamaydigan tarzda ancha erta ishdan chiqadi.

Rokvell, Brinell va Vikkers qattikligini sinovning asosiy tamoyillari

• Rokvell qattikligini sinovi : Dastlabki 10 kgf yuklamasi qo'llaniladi, so'ng asosiy yuk (60–150 kgf). HRC (qattiqroq po'latlar uchun) yoki HRB (yumshoqroq metallar uchun) kabi shkalalarda qattiklik chuqurlik farqiga qarab aniqlanadi.
• Brinell qattikligini sinovdan o'tkazish : Volfram karbid to'pi bilan 10–30 soniya davomida 500–3000 kgf yuklama ishlatiladi. Bosilgan izning diametri (HBW) chug'un temir kabi donli materiallar uchun idealdir.
• Vikers qattikligini sinovdan o'tkazish : 1–120 kgf yuklama ostida 136° li diamant piramidasi qo'llaniladi. Dioganal o'lchovlar (HV) ingichka qoplamalar yoki nozik keramikalar uchun aniq mikro-qattiklik ma'lumotlarini beradi.

Oddiy metallar bo'yicha qattiklik sinovining samaradorligini solishtirish

Rockvell usuli sifat nazoratida Brinellga qaraganda 50% tez natija beradi (ASM International 2023), Vickers esa 1 kgf ostida polirovka qilingan namunalarda ±2% aniqlikka erishadi. Yuqori hajmli ishlab chiqaruvchilar odatda Rockwellni tanlaydi; aniq o'lchov laboratoriyalari Vickersni afzal ko'radilar.

Material va qo'llanilishiga qarab to'g'ri qattiqlik o'lchagichni tanlash

Rokvell qattiqlik shkalalari (HRC, HRB) va ularning sanoatdagi qo'llanilishi

Turli xil shkala mavjudligi tufayli Rokvell usulida qattig'likni o'lchash ko'plab sohalarda keng qo'llaniladi. HRC shkalasi materialga taxminan 150 kg kuch bilan ta'sir etuvchi almas uchlikdan foydalanadi va Brinell bo'yicha 220 dan yuqori qattiq metallarni tekshirish uchun juda mos keladi. Alyuminiy yoki qalay kabi yumshoqroq materiallar uchun ishlab chiqaruvchilar odatda HRB shkalasiga o'tadilar, bu erda nisbatan maydaroq po'lat shar (diametri taxminan 1/16 dyuym) va 100 kgf kuch qo'llaniladi. Bu usullar nega shunchalik keng tarqoq? Chunki ular tezkor — faqat 10-15 soniya davom etadi va barcha sozlamalar to'g'ri bo'lsa, o'lchov natijalari odatda bir Rokvell birligidan kamroq xatolik bilan aniqlanadi. Aynan shu tezlik hamda ishonchlilik tufayli yangi alternativ usullar mavjud bo'lishiga qaramay, avtomobildorlar hamda kosmik sanoat kompaniyalari hali ham Rokvell sinovlariga katta e'tibor berishmoqda.

Qachon Brinell yoki Vikkers qattiqlikni o'lchash usullarini tanlash kerak

Brinell sinovi sirti g'uborat yoki tekis bo'lmagan materiallar, masalan, quyilma temir uchun juda yaxshi ishlaydi, chunki u sirtdagi notekisliliklarni yumshatishga yordam beradigan 10 mm volfram karbid to'pdan foydalanadi. 1 mm dan qalin bo'lmagan ingichka materiallar va yuzaki qattiqlovchan sirtlar uchun Vikkers qattiklik sinovi (HV shkalasi bo'yicha o'lchanadi) afzal usulga aylanadi. U diamant piramida indentatoridan foydalanadi va o'lchovlarda taxminan 0.5% takrorlanuvchanlik bilan juda barqaror natijalarni beradi. 2023-yildagi so'nggi tadqiqot Vikkers usuli qanday qilib 0.8 mm dan qalin bo'lmagan karburlashtirilgan g'ildirak tishlari bilan ishlaganda Rokvell usullariga nisbatan ancha yaxshiroq natija berishini ko'rsatdi. O'zgaruvchanlik deyarli 98% ga kamaytirildi, bu esa ushbu mayda komponentlar bilan ishlaydigan ishlab chiqaruvchilar uchun sifat nazoratida katta farqni anglatadi.

Material qalinligi va turini to'g'ri qattiklik o'lchagichga moslashtirish

Brinellning chuqur kirish imkoniyati (3000 kgfgacha) qalin quymalarda afzallik beradi, yopishqoq po'lat varag'lar esa Vikkerning aniq o'lchashini talab qiladi. O'lchov natijalari 12% ga farq qilmaslik uchun namuna qalinligining 1/10 qismidan oshmaydigan kuch qo'llanilayotganiga doim amin bo'ling (ASTM E18-24).

Qattiqchilik o'lchagichlarning aniqlikka ta'sir etuvchi asosiy omillar

To'g'ri sirt tayyorgarligi va muntazam kalibrlash

Sirt tayyorgarligi o'lchash aniqligining 40% gacha ta'sir qiladi (ASTM E18-24). Noto'g'ri o'qishdan saqlanish uchun namunalarni 0,4 µm dan kamroq notekislik (Ra) darajasigacha taxlash kerak. Qattiqchilik o'lchagichlarni har uch oyda yoki 500 ta tekshiruvdan keyin kalibrlash kerak — sertifikatsiyadan o'tmagan uskunalar ±1,5 HRC ga og'ishi mumkin (NIST 2023-yilgi tadqiqot).

Namuna tayanchi va indenterning tik joylashishi

Noto'g'ri o'rnatish tiqilishlarning og'ishiga olib keladi, takrorlanuvchanlikni 12% ga qadar pasaytiradi (ISO 6508:2023). O'zini tekislash xususiyatiga ega gidravlik ish stollarida tekislash ±0.1° doirasida saqlanadi, bu tishli g'ildiraklar va podshipniklar kabi egri detal uchun muhim ahamiyatga ega.

Deformatsiyani oldini olish uchun to'g'ri tiqilish oraliqi va chetdan masofa

Shakllanish ta'sirini oldini olish uchun tiqilishlarni kamida tiqilish diametridan 2,5 marta uzoqroq qoldiring. Ingichka materiallar (<1 mm) uchun 0,8 mm dan kam bo'lgan chet masofasi plastik oqish tufayli Vikkers qiymatlarini 20% ga qadar kamaytirishi mumkin (ASTM E384-23).

Qattiqlikni sinovda foydalaniladigan tiqilgichlar turlari va kuchni boshqarish

Alyuminiy Brale tiqilgichlari (HRC da foydalaniladi) qattiqroq po'latda <±0,7% farq hosil qiladi, shar simon tiqilgichlarga nisbatan (HRB da ±1,2%) yaxshiroq natija beradi. ISO 6506-23 protokollari asosida ishlaydigan servonazoratli sinov apparatlari qo'l tizimlariga qaraganda namuna ustida turish vaqtidagi xatoliklarni 65% ga kamaytiradi.

Rokvell qattig'ligini o'lchash bo'yicha qadam-qadam ko'rsatma

Namunani tayyorlash va raqamli Rokvell qattiqlik o'lchagichini kalibrlash

Namuna 400 donli yaltiroq qog'oz ishlatilganda Ra qiymati 0,8 mikrometrdan kam bo'lishi uchun polirovka qilinishi kerak. Sirtning noto'g'riligi bu erda juda muhim, chunki u qattiqlik o'qishini 3 HRC nuqtagacha o'zgartirishi mumkin. Sinovchi to'g'ri sozlanganligini tekshirishda doim 20 dan 70 gacha bo'lgan HRC oralig'ida o'lchashni kutilayotgan narsaga mos keladigan sertifikatlangan etalon bloklardan foydalaning. Standartlar ISO 6508-1 ko'rsatmalariga binoan har uch oyda kamida bir marta yoki taxminan 500 ta sinovdan keyin ushbu kalibrovkani tekshirishni talab qiladi. Qiyshiq sirtlarga ega bo'lgan qiyin hollarda? Biz barcha narsani to'g'ri chiziqli tarzda ushlab turadigan, ideal holda ikki tomonlama yarm gradus ichida bo'ladigan maxsus mahsulotlarga ega bo'lishimiz kerak. Bu tafsilotlarni to'g'ri bajarganimizda aniq natijalarga erishishda katta farq qiladi.

Standartlarga muvofiq dastlabki va asosiy yuklarni qo'llash

1. Indenter–olmos konus (HRC) yoki 1/16” po'lat shar (HRB) ni o'rnating
2. "Prelim OK" paydo bo'lguncha 2–3 soniya davomida 10 kgf dastlabki yukini qo'ying
3. ASTM E18 bo'yicha turli vaqtlarda bosh yukni (60–150 kgf) avtomatik ravishda qo'llang:
   • Standart materiallar: 10–15 soniya
   • Yumshoq qotishmalar/plastmassalar: 30 soniya

Agar bosim ±1% dan ortiq o'zgarsa, natijalar bekor qilinadi. Masalan, HR-550 kabi zamonaviy sinov apparatlari integratsiyalangan tenzometrlar orqali yukning barqarorligini nazorat qiladi.

Zamonaviy qattiqlik o'lchagich displeylaridan natijalarni o'qish va tushuntirish

Raqamli sinov apparatlari chuqurlik farqini bevosita HRC yoki HRB qiymatlariga aylantiradi, bu esa qo'lda konvertatsiyani bekor qiladi. Masalan:

• Chuqurlik farqi: 0.08 mm → 60 HRC
• Chuqurlik farqi: 0.14 mm → 40 HRC

Uchta sinovni chiziq diametridan kamida 3 marta uzoq joylarda o'tkazing. Qabul qilinadigan natijalar ±2 HRC farqini ko'rsatadi. Rivojlangan modellar ISO auditoriyasiga mos kelish uchun sana bilan belgilangan o'qishlarni va kalibrovka jurnallarini saqlaydi.

Aniq o'lchash uchun qattiklikni sinovchi texnologiyasidagi so'nggi yutuqlar

Digital Rokvell stol ustida ishlatiladigan sinov asboblari: Aniqlikni oshiruvchi xususiyatlar

Hozirgi kunda raqamli stol ustida ishlatiladigan sinov asboblari avtomatlashtirilgan chuqurlik o'lchash tizimlari bilan jihozlangan bo'lib, bu eski analog modellar bilan solishtirganda kalibrlash xatolarini taxminan 68% ga kamaytiradi (ASTM E18-24 standartlariga muvofiq). Bu qurilmalarda shuningdek, nozik tekis bo'lmagan sirtlarni sinovdan o'tkazish paytida ham natijalarning barqarorligini ta'minlovchi haqiqiy vaqt rejimida yuk yo'nalishini to'g'rilash imkoniyati mavjud. Shunday ekan, aluminiy qotishmalari, qattiq asbob po'latlari yoki turli xil issiqlik bilan ishlangan komponentlarni sinovdan o'tkazishda farq qilmaydi. Tizimga bevosita o'rnatilgan harorat sensorlari ham termik kengayish muammolarini avtomatik ravishda hisobga oladi, bu esa kosmik sanoat kabi talabchan sohalarda, hatto kichik o'zgarishlar ham ahamiyatli bo'lganda yoki atrof-muhit sharoitidagi tebranishlarga qaramay qismlarning mukammal mos kelishi kerak bo'lgan avtomobil ishlab chiqarish liniyalarida ayniqsa muhimdir.

Zamonaviy qattiklikni sinovdan o'tkazishdagi avtomatlashtirish va dasturiy ta'minot integratsiyasi

Yaxshilangan sinovchi qurilmalar ±1,2 HRC dan oshib ketgan og'ishlarni belgilash uchun statistik jarayonni boshqarish (SPC) dasturiy ta'minoti bilan integratsiya qilinadi — bu ISO 17025 talablariga javob beradigan laboratoriyalar uchun muhim. Robotlashtirilgan pozitsionlash yuqori hajmli ishlash sharoitida inson xatosini bartaraf etish uchun 5 mikronni aniqligini ta'minlaydi. 2024-yilgi IMTS so'rovnomasi AI asosidagi platformalardan foydalangan korxonalarning bashorat qiluvchi qattiqlik xaritalari orqali takrorlanuvchan ishlar darajasini 34% ga kamaytirganligini ko'rsatdi.