Ang kakayahan ng isang materyal na metal na labanan ang pag-ukit ng ibabaw ng matigas na bagay ay tinatawag na katigasan. Ayon sa iba't ibang pamamaraan ng pagsubok at saklaw ng aplikasyon, ang katigasan ay maaaring hatiin sa katigasan ng Brinell, katigasan ng Rockwell, katigasan ng Vickers, katigasan ng Shore, katigasan ng micro at katigasan ng mataas na temperatura. May tatlong karaniwang ginagamit na katigasan para sa mga tubo: katigasan ng Brinell, Rockwell, at Vickers.
A. Katigasan ng Brinell (HB)
Gumamit ng bolang bakal o bolang karbida na may takdang diyametro upang idiin sa ibabaw ng sample gamit ang tinukoy na puwersa sa pagsubok (F). Pagkatapos ng tinukoy na oras ng paghawak, alisin ang puwersa sa pagsubok at sukatin ang diyametro ng indentation (L) sa ibabaw ng sample. Ang halaga ng katigasan ng Brinell ay ang quotient na nakukuha sa pamamagitan ng paghahati ng puwersa sa pagsubok sa lawak ng ibabaw ng indented sphere. Kung ipinapahayag sa HBS (bolang bakal), ang yunit ay N/mm2 (MPa).
Ang pormula ng pagkalkula ay:
Sa pormula: F–ang puwersa ng pagsubok na idiniin sa ibabaw ng sample ng metal, N;
D–Diametro ng bolang bakal para sa pagsubok, mm;
d–katamtamang diyametro ng indentasyon, mm.
Mas tumpak at maaasahan ang pagsukat ng katigasan ng Brinell, ngunit sa pangkalahatan, ang HBS ay angkop lamang para sa mga materyales na metal na mas mababa sa 450N/mm2 (MPa), at hindi angkop para sa mas matigas na bakal o mas manipis na mga plato. Sa mga pamantayan ng tubo ng bakal, ang katigasan ng Brinell ang pinakamalawak na ginagamit. Ang diyametro ng indentation na d ay kadalasang ginagamit upang ipahayag ang katigasan ng materyal, na parehong madaling maunawaan at maginhawa.
Halimbawa: 120HBS10/1000130: Nangangahulugan ito na ang halaga ng katigasan ng Brinell na sinusukat gamit ang isang bolang bakal na may 10mm na diyametro sa ilalim ng puwersang pagsubok na 1000Kgf (9.807KN) sa loob ng 30 segundo (segundo) ay 120N/mm2 (MPa).
B. Katigasan ng Rockwell (HR)
Ang Rockwell hardness test, tulad ng Brinell hardness test, ay isang paraan ng indentation test. Ang pagkakaiba ay sinusukat nito ang lalim ng indentation. Ibig sabihin, sa ilalim ng sunod-sunod na aksyon ng initial test force (Fo) at ng kabuuang test force (F), ang indenter (cone o steel ball ng steel mill) ay idinidiin sa ibabaw ng sample. Pagkatapos ng tinukoy na holding time, ang pangunahing puwersa ay inaalis. Sa test force, gamitin ang sinusukat na residual indentation depth increment (e) upang kalkulahin ang halaga ng katigasan. Ang halaga nito ay isang anonymous na numero, na kinakatawan ng simbolong HR, at ang mga iskala na ginamit ay may kasamang 9 na iskala, kabilang ang A, B, C, D, E, F, G, H, at K. Kabilang sa mga ito, ang mga iskala na karaniwang ginagamit para sa steel hardness testing ay karaniwang A, B, at C, katulad ng HRA, HRB, at HRC.
Ang halaga ng katigasan ay kinakalkula gamit ang sumusunod na pormula:
Kapag sinusubok gamit ang mga iskala ng A at C, HR=100-e
Kapag sinusubok gamit ang iskala B, HR=130-e
Sa pormulang e – ang pagtaas ng natitirang lalim ng indentation ay ipinapahayag sa tinukoy na yunit na 0.002mm, ibig sabihin, kapag ang axial displacement ng indenter ay isang yunit (0.002mm), katumbas ito ng pagbabago sa katigasan ng Rockwell ng isang numero. Kung mas malaki ang halaga ng e, mas mababa ang katigasan ng metal, at vice versa.
Ang naaangkop na saklaw ng tatlong iskala sa itaas ay ang mga sumusunod:
HRA (indentor ng diamante na kono) 20-88
HRC (indentor ng kono na may diyamante) 20-70
HRB (diyametrong 1.588mm na umbok ng bolang bakal) 20-100
Ang Rockwell hardness test ay isang malawakang ginagamit na pamamaraan sa kasalukuyan, kung saan ang HRC ay ginagamit sa mga pamantayan ng tubo ng bakal na pangalawa lamang sa Brinell hardness HB. Ang Rockwell hardness ay maaaring gamitin upang sukatin ang mga materyales na metal mula sa sobrang lambot hanggang sa sobrang tigas. Napupunan nito ang mga kakulangan ng pamamaraan ng Brinell. Mas simple ito kaysa sa pamamaraan ng Brinell at ang halaga ng tigas ay maaaring basahin nang direkta mula sa dial ng makina ng tigas. Gayunpaman, dahil sa maliit na indentation nito, ang halaga ng tigas ay hindi kasing tumpak ng pamamaraan ng Brinell.
C. Katigasan ng Vickers (HV)
Ang Vickers hardness test ay isa ring paraan ng indentation test. Pinipindot nito ang isang parisukat na pyramidal diamond indenter na may kasamang anggulo na 1360 sa pagitan ng magkabilang ibabaw papunta sa test surface sa isang napiling test force (F), at inaalis ito pagkatapos ng tinukoy na oras ng paghawak. Force, sukatin ang haba ng dalawang diagonal ng indentation.
Ang halaga ng katigasan ng Vickers ay ang quotient ng puwersang pangsubok na hinati sa lawak ng ibabaw na may indentation. Ang pormula sa pagkalkula nito ay:
Sa pormula: simbolo ng katigasan ng HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
Puwersa ng pagsubok na F, N;
d–ang aritmetikong mean ng dalawang diagonal ng indentasyon, mm.
Ang puwersang F na ginamit sa pagsubok sa katigasan ng Vickers ay 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) at iba pang anim na antas. Ang halaga ng katigasan ay maaaring masukat. Ang saklaw ay 5~1000HV.
Halimbawa ng paraan ng pagpapahayag: Ang 640HV30/20 ay nangangahulugan na ang halaga ng katigasan ng Vickers na sinukat gamit ang puwersang pangsubok na 30Hgf (294.2N) sa loob ng 20S (segundo) ay 640N/mm2 (MPa).
Maaaring gamitin ang pamamaraan ng katigasan ng Vickers upang matukoy ang katigasan ng mga napakanipis na materyales na metal at mga patong ng ibabaw. Taglay nito ang mga pangunahing bentahe ng mga pamamaraan ng Brinell at Rockwell at nalalampasan ang kanilang mga pangunahing kakulangan, ngunit hindi ito kasing simple ng pamamaraan ng Rockwell. Ang pamamaraan ng Vickers ay bihirang gamitin sa mga pamantayan ng tubo ng bakal.
Oras ng pag-post: Abr-03-2024
