16 ユニット 2:硬度試験

目的

この単元を完了すると、次のことができるようになります:

• ロックウェル テストを実施する
• ブリネル テストを実施する

工場での熱処理を検証するだけでなく、製造作業でも硬度のテストが必要になる場合があります。計画が悪いとはいえ、私たちの機械工場に未知の合金や、組成はわかっているが硬度が不明な仕事が届くことがあります。ファイルを使用してその金属の機械加工性を大まかにテストすることは可能ですが、カッターの種類、速度、および送りを選択する最良の方法は、真の硬度測定です.

ブリネル: ボールペネトレーターマークの直径を読み取って硬度をテストします。

ロックウェル: ペネトレータの深さを読み取って硬度をテストします。

ロックウェル硬さ試験

ロックウェルは、軟質金属と硬質金属の両方で広く受け入れられている方法です。このシステムは、正確な量の力が与えられた場合に、既知の形状とサイズの尖ったプローブが材料に浸透する深さを測定することにより、可鍛性を測定します。 Rockwell の範囲により、ツーリングや小規模な生産工場、トレーニング ラボで最も人気のあるテストです。

ロックウェル数:

ロックウェル システム内には、いくつかの異なるスケールがあります。硬化鋼に正しく使用されているロックウェル C スケールを使用します。 C スケールは 0 (焼なまし鋼) から始まり、超硬工具のそれに近い HSS ツール ビットよりも硬い 68 まで実行すると言えます。これは、スケールの下付き文字が付いた、より大きな R で表されます。

R_C

2 段階のロックウェル テスト:

ステップ 1. 負荷の調整

試験対象物は下部のアンビルにセットされ、上から押し下げられても安定して動かないようにします。次に、円錐形のダイヤモンドペネトレーターを接触させ、所定の 20 ポンドまで金属に打ち込みます。これにより、円錐形の先端が金属に 0.003 ～ 0.006 インチ沈みます。これが初期校正負荷です。その時、大きなダイヤル インジケーターが回転してゼロを示します。

ステップ 2.

試験荷重 次に、ペネトレータとインジケータにかかる較正圧力をゼロに設定して、2 回目の追加の 20 ポンドの試験荷重を加えます。ダイヤモンドが深く沈むにつれて、その追加された深さが文字盤に変換されますが、逆の関係にあります。ダイヤモンドが深く浸透するほど、金属のテストは柔らかくなるため、文字盤の表面に表示される数字は低くなります。逆に、ポイントがあまり深く入らない場合、金属は硬く、文字盤面で高く記録されます。

ロックウェル法

ロックウェル法は、圧子にかかる力/負荷によって生成される永久的な圧痕の深さを測定します。

1. サンプルを準備します。

2. テスト サンプルをアンビルに置きます。

3. ダイヤモンド圧子を使用して、予備試験力 (一般に予荷重または軽荷重と呼ばれます) をサンプルに加えます。

4. この荷重は、表面仕上げの影響を軽減するために表面を突き破るゼロまたは基準位置を表します。プリロードの後、メジャー ロードと呼ばれる追加のロードが適用され、必要なテスト ロードの合計に達します。

5. この力を所定の時間 (滞留時間:10 ～ 15 秒) 保持して、弾性回復を可能にします。

6. 次に、この主要な荷重が解放され、最終的な位置が、予備荷重から導き出された位置、予備荷重値と主要な荷重値の間の押し込み深さの差異に対して測定されます。この距離は硬さの数値に変換されます。

ブリネル硬さ試験

ブリネル硬さ試験は、ペネトレータがサンプルに押し込まれるという点でロックウェル システムと非常に似ていますが、ここで測定されたゲージは、既知のサイズの硬い鋼球がワークピースに浸透することによってできたへこみの直径です。水面。硬化した工具鋼球はより柔らかい材料の試験に使用され、超硬ペネトレーター ボールはより硬い金属の試験に使用されます。

ブリネルボールの制限要因である上部硬度により、このテストは軟質から中硬質の金属のテストとして正しく使用されました.

ブリネル スケールの数値:

スケールは、焼きなまし鋼の 160 から非常に硬い鋼の約 700 まであります。

ブリネル硬さ試験は、金属や合金の硬さを試験する代替方法です。

<オール>

サンプルを準備します。

試験サンプルを金床に置きます。

圧子を部品表面の所定の位置に移動します。

軽度の荷重が加えられ、ゼロ基準位置が確立されます。

メジャー ロードは、ゼロを超えて指定された時間 (10 ～ 15 秒) の間適用されます。

主要な負荷が解放され、マイナーな負荷が適用されたままになります。

アルミニウム サンプルのブリネル硬さを決定するプロセスに従います。 <オール>

正確に制御された試験力を使用して、圧子をサンプルに押し込みます。

特定の滞留時間 (通常は 10 ～ 15 秒) の間、力を維持します。

滞留時間が完了したら、圧子を取り外し、サンプルに丸いくぼみを残します。

くぼみのサイズは、携帯用顕微鏡または荷重印加装置に組み込まれた顕微鏡を使用して、丸いくぼみの 2 つの対角線を測定することによって光学的に決定されます。

ブリネル硬さの値は、試験力をくぼみの曲面面積で割った関数です。くぼみは、ボールの直径の半分に等しい半径を持つ球形であると見なされます。 2 つの対角線の平均を次の式で使用して、ブリネル硬度を計算します。

BHN=F2D(D-D2- d2)

単体テスト:

1. 熱処理の安全性を 5 つ挙げてください。

2. 鋼を熱処理する際に最初に知っておくべき重要なことは何ですか?

3. 厚さ 1 ～ 2 インチの金属の浸漬時間は?

4.ソークタイムについて説明してください。

5. 浸漬時間が完了したら、次のステップは何ですか?

6. サンプル パーツを焼き戻すには、どの温度で炉に入れる必要がありますか?

7. オーステナイト化とクエンチについて説明してください。

8. 空冷とは?

9. ロックウェル法について説明してください。

10. ブリネル硬さ試験について説明してください。

章の帰属情報

この章は次の情報源に由来しています。

• 熱処理 マサチューセッツ工科大学、CC:BY-NC-SA 4.0 による普通炭素鋼および低合金鋼の熱処理に由来。
• ブリネル硬さ試験式 CORE-Materials Resource Finder、CC:BY によるブリネル硬さから派生。