Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Метод бринелля

Примечания

  1. Kehl G. L. The Principles of Metallographic Laboratory Practice, 3rd Ed., McGraw-Hill Book Co., 1949, p. 229.
  2. H. M. Rockwell & S. P. Rockwell Hardness-Tester, US Patent 1294171, Feb 1919.
  3. S. P. Rockwell The Testing of Metals for Hardness // Transactions of the American Society for Steel Treating, Vol. II, № 11, Aug 1922, p. 1013—1033.
  4. S. P. Rockwell Hardness-Testing Machine, US Patent 1516207, Nov 1924.
  5. Lysaght V. E. Indentation Hardness Testing, Reinhold Publishing Corp., 1949, p. 57-62.
  6. ISO 6508-1:2005. Metallic materials. Rockwell hardness test. Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
  7. Smith, William F. & Hashemi, Javad (2001), Foundations of Material Science and Engineering (4th ed.), McGraw-Hill, с. 229, ISBN 0-07-295358-6

Примечания

  1. Kehl G. L. The Principles of Metallographic Laboratory Practice, 3rd Ed., McGraw-Hill Book Co., 1949, p. 229.
  2. H. M. Rockwell & S. P. Rockwell Hardness-Tester, US Patent 1294171, Feb 1919.
  3. S. P. Rockwell The Testing of Metals for Hardness // Transactions of the American Society for Steel Treating, Vol. II, № 11, Aug 1922, p. 1013—1033.
  4. S. P. Rockwell Hardness-Testing Machine, US Patent 1516207, Nov 1924.
  5. Lysaght V. E. Indentation Hardness Testing, Reinhold Publishing Corp., 1949, p. 57-62.
  6. ISO 6508-1:2005. Metallic materials. Rockwell hardness test. Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
  7. Smith, William F. & Hashemi, Javad (2001), Foundations of Material Science and Engineering (4th ed.), McGraw-Hill, с. 229, ISBN 0-07-295358-6

Методы измерения твердости

Все методы определения твердости металлов используют механическое воздействие на испытуемый образец – вдавливание индентора. Но при этом не происходит разрушение образца.

Метод определения твердости по Бринеллю был первым, стандартизованным в материаловедении. Принцип испытания образцов описан выше. На него действует ГОСТ 9012. Но можно вычислить значение по формуле, если точно измерить отпечаток на образце:

HB=2P/(πD*√(D 2 -d 2 ),

  • гдеР – прикладываемая нагрузка, кгс;
  • D – окружность шарика, мм;
  • d – окружность отпечатка, мм.Шарик подбирается относительно толщины образца. Нагрузку высчитывают предварительно из принятых норм для соответствующих материалов:сплавы из железа — 30D 2 ;медь и ее сплавы — 10D 2 ;баббиты, свинцовые бронзы — 2,5D 2 .

Условное изображение принципа испытания

Схематически метод исследования по Роквеллу изображается следующим образом согласно ГОСТ 9013.

Метод измерения твердости по Роквеллу

Итоговая приложенная нагрузка равна сумме первоначальной и необходимой для испытания. Индикатор прибора показывает разницу глубины проникновения между первоначальной нагрузкой и испытуемой h –h

Метод Виккерса регламентирован ГОСТом 2999. Схематически он изображается следующим образом.

Математическая формула для расчета:HV=0.189*P/d 2 МПаHV=1,854*P/d 2 кгс/мм 2 Прикладываемая нагрузка варьируется от 9,8 Н (1 кгс) до 980 Н (100 кгс). Значения определяются по таблицам относительно измеренного отпечатка d.

Метод считается эмпирическим и имеет большой разброс показаний. Но прибор имеет простую конструкцию и его можно использовать при измерении крупногабаритных и криволинейных деталей.

Измерить твердость по Моосу металлов и сплавов можно царапанием. Моос в свое время предложил делать царапины более твердым минералом по поверхности предмета. Он разложил известные минералы по твердости на 10 позиций. Первую занимает тальк, а последнюю алмаз.

После измерения по одной методике перевод в другую систему весьма условен. Четкие значения существуют только в соотношении твердости по Бринеллю и Роквеллу, так как машиностроительные предприятия их широко применяют. Зависимость можно проследить при изменении диаметра шарика.

d, ммHBHRAHRCHRB
2,371285,166,4
2,560181,159,3
3,041572,643,8
3,530266,732,5
4,022961,82298,2
5,014377,4
5,213172,4

Как видно из таблицы, увеличение диаметра шарика значительно снижает показания прибора. Поэтому на машиностроительных предприятиях предпочитают пользоваться измерительными приборами с однотипным размером индентора.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Твердостью металла называют его свойство оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии стандартного тела-наконечника на поверхностные слои материала.

Испытание на твердость – основной метод оценки качества термообработки изделия.

Определение твердости по методу Бринелля. Метод основан на том, что в плоскую поверхность под нагрузкой внедряют стальной шарик. Число твердости НВ определяется отношением нагрузки к сферической поверхности отпечатка.

Метод Роквелла (HR) основан на статическом вдавливании в испытываемую поверхность наконечника под определенной нагрузкой. В качестве наконечников для материалов с твердостью до 450 HR используют стальной шарик. В этом случае твердость обозначают как HRB. При использовании алмазного конуса твердость обозначают как HRA или HRC (в зависимости от нагрузки).

Твердость по методу Виккерса (HV) определяют путем статического вдавливания в испытуемую поверхность алмазной четырехгранной пирамиды. При испытании измеряют отпечаток с точностью до 0,001 мм при помощи микроскопа, который является составной частью прибора Виккерса.

Метод Шора. Сущность данного метода состоит в определении твердости материала образца по высоте отскакивания бойка, падающего на поверхность испытуемого тела с определенной высоты. Твердость оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка.

Методика проведения испытания промышленным твердомером Роквелла


Метод Роквелла.

  • Выбрать подходящую для проверяемого материала шкалу (А, В или С).
  • Установить соответствующий индентор и нагрузку.
  • Перед тем, окончательным измерение надо сделать два пробных, неучитываемых отпечатка, чтобы проверить правильность установки индентора и стола.
  • Установить эталонный блок на столик прибора.
  • Приложить предварительную нагрузку в 10 кгс, обнулить шкалу.
  • Приложить основную нагрузку и дождаться достижения максимального усилия.
  • Снять нагрузку.
  • Прочесть на циферблате по соответствующей шкале значение твёрдости (цифровой прибор показывает на экране значение твёрдости).
  • Порядок действий при проверке твёрдости испытуемого образца такой же, как и на эталонном блоке. Допускается делать по одному измерению на образце при проверке массовой продукции.

Оборудование для проведения измерения

На момент разработки рассматриваемой методики измерения твердости специального оборудования не было

После того, как в машиностроительной и других областях промышленности установили важность этой физико-механической характеристики, было разработано специальное оборудование, которое основано также на вдавливании шарика или конуса в тестируемый объект. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать величину прилагаемой силы и времени выдержки

Твердомером  измеряется твердость, как правило, небольших объектов, являющимися образцами получаемой заготовки. Это связано с весьма компактными размерами большинства моделей рассматриваемых устройств.

Твердомер Роквелла

К особенностям применяемого оборудования можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. Испытуемый образец, как правило, располагается на столике.
  2. Алмазный наконечник опускается с помощью грузового рычага.
  3. Важным моментом является то, что наконечник опускается плавно. Это достигается при применении рукоятки с масленым амортизатором.
  4. Время выдержки применимой нагрузки зависит от размеров испытуемого образца. Как правило, показатель составляет 3-6 секунд. Сила воздействия определяется также величиной заготовки.
  5. Важные параметры вводятся при помощи специального пульта программирования. За счет того, что контроль прилагаемой силы и время выдержки проводит оборудование, точность получаемых результатов довольно высока.

Рассматриваемое оборудование производится достаточно большим количеством различных компаний. При этом стоимость предложения может колебаться в достаточно большом диапазоне.

1. Методика проведения испытаний и расчета твердости

Этот метод относится к способам оценки твердости, базирующиеся на принципе вдавливания индентора (полированной закаленной стальной шарики). Испытание проводится следующим образом: сначала дают небольшое предварительная нагрузка для установки начального положения индентора на образце, затем добавляется основная нагрузка, образец выдерживают под действием нагрузки в течение 10-30с, измеряется глубина вдавливания, после чего основная нагрузка снимается. При определении твердости по методу Бринелля, в отличие от метода Роквелла, измерения проводят в упругого восстановления материала. Индентор вдавливают в поверхность испытуемого образца (толщиной не менее 4 мм) с регламентированным усилием.

В другом варианте усилия увеличивается до достижения регламентированной глубины внедрения.

Твердость по Бринеллю HB рассчитывается как «приложенная нагрузка», разделено на «площадь поверхности отпечатка»:

,

где — Приложенная нагрузка, кПа;

— Диаметр шарика, мм;

— Диаметр отпечатка, мм,

или по формуле:

,

где — Глубина вдавливания индентора.

Распространенные диаметры шарики — 10, 5, 2,5 и 1 мм и нагрузки 187,5 кгс, 250 кгс, 500 кгс, 1 000 кгс и 3 000 кгс. Для выбора диаметра шарика обычно используют следующее правило: диаметр отпечатка должен лежать в пределах 0,2-0,7 диаметра шарика. В методиках ISO и ASTM объединены метод с одним шариком и различными нагрузками и метод с применением различных шариков, а также дана формула вычисления твердости, не зависящей от нагрузки.

Твердость по шкале Бринелля выражают в кгс / мм ?.

Для определения твердости по методу Бринелля используют твердомеры, как автоматические, так и ручные.

Что может Holdem Resources Calculator

В функционал программы входит быстрый анализ по Нэшу, а также базовый и продвинутый анализ по ICM и ChipEV на математическом движке и экспериментальном движке Монте Карло. Монте Карло позволяет рассчитывать споты с более чем тремя активными игроками и полностью учитывает все эффекты удаления карты даже из сброшенных диапазонов.

Базовый подсчет на обоих движках происходит быстрее, чем продвинутый, однако позволяет учитывать меньше параметров. Все инструменты калькулятора выведены в одно окно.

Basic Hand (Базовая раздача) — это пуш/фолд анализ одиночной руки с учетом стеков, размеров блайндов, наличия анте и особенностей режима подсчета (Calculation Mode).

Данные по сыгранной руке для анализа можно как вбить вручную, так и скопировать из истории руки программы-трекера. После копирования истории из файла и нажатия на кнопку вставки под строкой «Stacks and Blinds» вся важная информация в ячейках изменится автоматически. При выборе данных для подсчета базовой раздачи нельзя учесть коллы, лимпы, 3-беты и последующие рейзы. Окно базовой раздачи является общим и первым для всех типов подсчетов, с него начинается внесение данных для анализа всех типов. 

После данного типа анализа пользователь может указать ожидаемые действия и отредактировать предполагаемые диапазоны оппонентов. 

Advanced Hand (Продвинутая раздача) — это более сложный анализ с учетом лимпов, опен-рейзов, 3-бетов и следующих рейзов. После внесения данных в первом окне производится внесение уточняющих данных — первым делом, разрешения определенного типа ставок и овер-бетов.

Затем пользователь выбирает действия, которые сделал каждый игрок до момента, по которому производятся расчеты. Для этих действий ренджи не могут быть изменены после подсчета и EV не считается.

Работая с ренджами в HRC игроки могут не только указывать чужие диапазоны, но и определять вес каждой руки в них.

Быстрый анализ (Quick Analyze) — быстрый анализ одной или множества рук, извлеченных из базы трекера, без FGS

Важной особенностью этой функции является анализ только чистых пуш/фолдов — если у руки был постфлоп или любое действие, отличающееся от пуша или колла пуша, она не будет подвергаться быстрому анализу. После импортирования рук пользователи могут как проанализировать их данным способом по одной, так и сразу пачкой — в таком случае данные появятся только у пуш/фолд рук

Range Equity (Эквити диапазона) — дополнительный инструмент HRC, позволяющий посчитать эквити диапазонов относительно друг друга до 3-х игроков одновременно.

Если сравнить HRC и ICMIZER как главные калькуляторы-конкуренты, то основным преимуществом первого будет большая детальность параметров, по которым проводится анализ.

Сравнение Holdem Resources Calculator и ICMIZER

ПараметрHRCICMIZER 3
Триалполная версия до 14 днейнет
Бесплатная версиянетна 1 раздачу в день
Стоимость подпискиот $19.90 до $99.90 в зависимости от периода оплатыот $17.99 до $179.99 в зависимости от периода оплаты и типа подписки
Быстрый анализтолько пуш/фолдпуш/фолд, руки с лимпами и 1 опен-рейзом
Правильные расчеты в нокаутахдада
Предустановленные структуры по турнирамда, немного вариантовда, много вариантов
Возможность задействовать для расчетов облачный сервернетза дополнительную плату
Число подсчетов одного спота (повторов)от 25 до 1M300
FGSдо 20 шаговдо 6 шагов

Понятие твердости

Твердость материала – это стойкость к разрушению при внедрении во внешний слой более твердого материала. Другими словами, способность к сопротивлению деформирующим усилиям (упругой или пластической деформации).

Определение твердости металлов производится посредством внедрения в образец твердого тела, именуемого индентором. Роль индентора выполняет: металлически шарик высокой твердости; алмазный конус или пирамида.

После воздействия индентора на поверхности испытуемого образца или детали остается отпечаток, по размеру которого определяется твердость. На практике используются кинематические, динамические, статические способы измерения твердости.

В основе кинематического метода лежит составление диаграммы на основе постоянно регистрирующихся показаний, которые изменяются по мере вдавливания инструмента в образец. Здесь прослеживается кинематика всего процесса, а не только конечного результата.

Динамический метод заключается в следующем. Измерительный инструмент воздействует на деталь. Обратная реакция позволяет рассчитать затраченную кинетическую энергию. Данный метод позволяет проводить испытание на твердость не только поверхности, но и некоторого объема металла.

Статические методы – это неразрушающие способы, позволяющие определить свойства металлов. Методы основаны на плавном вдавливании и последующей выдержке в течение некоторого времени. Параметры регламентируются методиками и стандартами.

Прилагаемая нагрузка может прилагаться:

  • вдавливанием;
  • царапанием;
  • резанием;
  • отскоком.

На основе проводимых испытаний составляется таблица, в которой указываются материалы, прилагаемые нагрузки и полученные результаты.

Преимущества и недостатки метода

Каждый метод вычисления твердости поверхности обладает своими определенными достоинствами и недостатками. Принято считать, что испытание на твердость по Роквеллу и Бринеллю являются основными, так как позволяют получить наиболее точный результат.

К достоинствам метода измерения твердости по Роквеллу HRC можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. Технология определяет возможность тестирования поверхностей с повышенной твердостью.
  2. При тестировании поверхность повреждается несущественно, что позволяет исследовать уже готовые изделия.
  3. Существенно упрощается процесс расчетов показателя твердости, так как нет необходимости в замере диаметра получаемого отпечатка после снятия прилагаемой нагрузки.
  4. На проведение измерений по Роквеллу уходит всего несколько секунд.

Однако есть и несколько существенных недостатков, которые также нужно учитывать:

  1. В сравнении с методом по Бринеллю, получаемый результат не так точен.
  2. Для повышения точности проводимых измерений следует тщательно подготовить поверхность.

Несмотря на то, что получаемые результаты могут иметь достаточно высокую погрешность, этот метод получил широкое распространение в машиностроительной и других отраслях промышленности, так как на тестирование уходит мало времени.

Показатель твердости зависит от достаточно большого количества моментов, к примеру, химического состава. Кроме этого, металлы могут улучшаться закалкой и другими видами термической обработки. Сегодня можно встретить довольно много методической литературы с таблицами, в которых указывается твердость для распространенных материалов. Принимаются эти значения зачастую при выполнении расчетов или проектировании.

На точность проводимых измерений может оказывать влияние:

  1. Толщина испытуемого образца. Согласно принятым нормам при проникновении алмазного наконечника на 0,2 мм толщина испытуемого образца должна быть не меньше 2 см. В противном случае, полученные данные будут считаться искаженными.
  2. Если один образец применяется для проведения нескольких тестов, то расстояние между отпечатками должно быть не менее трех их диаметров. Соблюдение этого правила также позволяет получить более точные результаты.
  3. Результаты на циферблате могут отличаться в зависимости от положения исследователя. Повторные тестирования должны проводиться с одной точки обзора, иначе полученные результаты могут отличаться.

В заключение отметим, что сегодня подобные исследования проводятся все реже. Это связано с тем, что при изготовлении заготовок достигают высокой точности химического состава и физико-механических свойств. Поэтому каждой марке металла соответствует определенный показатель твердости по Роквеллу. Измерения зачастую проводятся после выполнения химико-термической обработки, когда от соблюдения применяемой технологии зависит конечный результат.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Особенности софта Holdem Resources Calculator

Имея функционал для детальной настройки, HRC обладает не простым интерфейсом — однако для регуляра разобраться в нём и привыкнуть не составит труда.

Калькулятор позволяет выгружать базы из Holdem Manager 3, Poker Tracker 4 и Hand2Note. Программа доступна для работы на компьютерах и ноутбуках на Windows, Mac и Linux. При этом она поддерживает истории рук из довольно узкого круга румов и сетей:

  • PokerStars
  • FullTilt
  • PartyPoker
  • Сеть iPoker
  • 888poker
  • Winamax
  • Bovada
  • Сеть Winning 

Как и другие программы, дающие игрокам преимущество во время игровой сессии, HRC нельзя запускать вместе с клиентом любого покерного рума. Если подобное произойдет — часть румов предупредит вас в первый раз, а затем забанит, а часть заблокирует аккаунт сразу за нарушение правил.

Преимущества и недостатки

Недостатки
  • Метод рекомендуется применять для материалов с твёрдостью до 450 HB.
  • Твёрдость по Бринеллю зависит от нагрузки (обратный размерный эффект — англ. reverse indentation size effect).
  • При вдавливании индентора по краям отпечатка из-за выдавливания материала образуются навалы и наплывы, что затрудняет измерение как диаметра, так и глубины отпечатка.
  • Из-за большого размера тела внедрения (шарика) метод неприменим для тонких образцов.
Преимущества

Зная твёрдость по Бринеллю, можно быстро найти предел прочности и текучести материала, что важно для прикладных инженерных задач. Для стали

Для стали

σB=HB3kgfmm2=10HB3MPa{\displaystyle \sigma _{\mathrm {B} }={\frac {HB}{3}}={\frac {10HB}{3}}},

где σB{\displaystyle \sigma _{\mathrm {B} }} — предел прочности, МПа.

σT=HB6kgfmm2=10HB6MPa{\displaystyle \sigma _{T}={\frac {HB}{6}}={\frac {10HB}{6}}},

где σT{\displaystyle \sigma _{T}} — предел текучести, МПа.

Для алюминиевых сплавов

σB=,362HBkgfmm2=3,62HBMPa{\displaystyle \sigma _{\mathrm {B} }=0,362{HB}=3,62{HB}}

Для медных сплавов

σB=,26HBkgfmm2=2,6HBMPa{\displaystyle \sigma _{\mathrm {B} }=0,26{HB}=2,6{HB}}

Так как метод Бринелля — один из самых старых, накоплено много технической документации, где твёрдость материалов указана в соответствии с этим методом.

Данный метод является более точным по сравнению с методом Роквелла на более низких значениях твёрдости (ниже 30 HRC).

Также метод Бринелля менее критичен к чистоте поверхности, подготовленной под замер твёрдости.

Примечания

  1. Kehl G. L. The Principles of Metallographic Laboratory Practice, 3rd Ed., McGraw-Hill Book Co., 1949, p. 229.
  2. H. M. Rockwell & S. P. Rockwell Hardness-Tester, US Patent 1294171, Feb 1919.
  3. S. P. Rockwell The Testing of Metals for Hardness // Transactions of the American Society for Steel Treating, Vol. II, № 11, Aug 1922, p. 1013—1033.
  4. S. P. Rockwell Hardness-Testing Machine, US Patent 1516207, Nov 1924.
  5. Lysaght V. E. Indentation Hardness Testing, Reinhold Publishing Corp., 1949, p. 57-62.
  6. ISO 6508-1:2005. Metallic materials. Rockwell hardness test. Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
  7. Smith, William F. & Hashemi, Javad (2001), Foundations of Material Science and Engineering (4th ed.), McGraw-Hill, с. 229, ISBN 0-07-295358-6
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации