{"id":11190,"date":"2023-09-18T07:25:42","date_gmt":"2023-09-18T07:25:42","guid":{"rendered":"https:\/\/china-maching.com\/?p=11190"},"modified":"2023-09-18T08:59:59","modified_gmt":"2023-09-18T08:59:59","slug":"all-about-material-hardness-testing-comparing-metals-and-understanding-the-hardness-of-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/china-maching.com\/hr\/sve-o-ispitivanju-tvrdoce-materijala-usporedbi-metala-i-razumijevanju-tvrdoce-materijala\/","title":{"rendered":"Sve o tvrdo\u0107i materijala: ispitivanje, usporedba metala i razumijevanje tvrdo\u0107e materijala"},"content":{"rendered":"

U znanosti o materijalima i in\u017eenjerstvu, tvrdo\u0107a je temeljno svojstvo koje opisuje sposobnost materijala da se odupre deformaciji ili prodoru drugog objekta. Tvrdo\u0107a je klju\u010dni parametar za projektiranje i odabir materijala za razli\u010dite tehnolo\u0161ke primjene, od konstrukcije i proizvodnje do zrakoplovstva i biomedicinskog in\u017eenjeringa. Za to\u010dno mjerenje i usporedbu tvrdo\u0107e razvijene su razli\u010dite metode ispitivanja, svaka sa svojim jedinstvenim prednostima i ograni\u010denjima.<\/p>\n

Definicija tvrdo\u0107e<\/h3>\n

Tvrdo\u0107a je mehani\u010dko svojstvo koje opisuje otpornost materijala na plasti\u010dnu deformaciju ili prodiranje drugog objekta. Primijenjena sila, kao \u0161to je pritisak o\u0161trog vrha ili udar te\u0161kog predmeta obi\u010dno uzrokuje ovu deformaciju ili prodiranje. Tvrdo\u0107a materijala mo\u017ee se mjeriti razli\u010ditim metodama ispitivanja, uklju\u010duju\u0107i ispitivanje utiskivanjem, grebanjem i odbijanjem. Jedna od naj\u010de\u0161\u0107e kori\u0161tenih ljestvica tvrdo\u0107e je Mohsova ljestvica, koja se temelji na sposobnosti minerala da se me\u0111usobno grebu.<\/p>\n

Tvrdo\u0107a materijala<\/h3>\n

Tvrdo\u0107a materijala<\/strong> je kriti\u010dno svojstvo za mnoge in\u017eenjerske primjene, gdje je sposobnost materijala da se odupre habanju, abraziji i deformaciji klju\u010dna za njegovu izvedbu i dugovje\u010dnost. Razli\u010diti materijali imaju razli\u010dite razine tvrdo\u0107e, \u010desto ovisno o njihovom kemijskom sastavu, mikrostrukturi i povijesti obrade. Na primjer, metali i keramika obi\u010dno imaju ve\u0107u tvrdo\u0107u od polimera i mekih materijala zbog svojih kristalnih struktura i me\u0111uatomskih \u010dvrstih veza. U nekim slu\u010dajevima dodavanje legiraju\u0107ih elemenata ili kori\u0161tenje toplinske obrade mo\u017ee dodatno pove\u0107ati tvrdo\u0107u materijala i druga mehani\u010dka svojstva. Op\u0107enito, tvrdo\u0107a materijala klju\u010dna je stvar za in\u017eenjere i znanstvenike pri odabiru i projektiranju materijala za specifi\u010dne primjene.<\/p>\n

Va\u017enost tvrdo\u0107e materijala<\/h2>\n

\"Va\u017enost<\/p>\n

Automobilska industrija<\/h3>\n

Automobilska industrija jedan je sektor koji zahtijeva visoku razinu tvrdo\u0107e materijala, uglavnom za dijelove motora, komponente pogona i sustave ovjesa. Materijali koji se koriste za ove primjene moraju biti otporni na habanje, koroziju i zamor uzrokovan visokim vibracijama, toplinom i pritiskom. Na primjer, kada su izlo\u017eeni visokim temperaturama i pritiscima, ventili motora zahtijevaju robusne i izdr\u017eljive materijale kao \u0161to su nehr\u0111aju\u0107i \u010delik, titanijum<\/a>, i kerami\u010dkih kompozita. \u0160tovi\u0161e, tvrdi premazi poput ugljika nalik dijamantu (DLC) postali su popularni u automobilskoj industriji kako bi se pove\u0107ala tvrdo\u0107a komponenti motora i otpornost na habanje kao \u0161to su klipovi, zup\u010danici i le\u017eajevi.<\/p>\n

Zrakoplovna industrija<\/h3>\n

Zrakoplovna industrija predstavlja neka od najizazovnijih okru\u017eenja za materijale zbog surovih uvjeta ekstremnih temperatura, pritisaka i sila. Posljedi\u010dno, materijali koji se koriste u zrakoplovnim aplikacijama zahtijevaju visoku razinu tvrdo\u0107e materijala kako bi izdr\u017eali zahtjeve istra\u017eivanja svemira, pogona zrakoplova i lansiranja raketa. Materijali poput legure titana<\/a>, legure na bazi nikla i keramika obi\u010dno se koriste u primjenama u zrakoplovstvu zbog svoje superiorne \u010dvrsto\u0107e, \u017eilavosti i tvrdo\u0107e. Povr\u0161inski tretmani kao \u0161to su eloksiranje i premazi plazma sprejom mogu dodatno pove\u0107ati njihovu tvrdo\u0107u i trajnost.<\/p>\n

Industrija rudarstva<\/h3>\n

Rudarska industrija zahtijeva materijale koji su otporni na habanje, habanje i udarce grubih povr\u0161ina, te\u0161kih optere\u0107enja i intenzivnih aktivnosti bu\u0161enja. Tvrdo\u0107a je kriti\u010dni \u010dimbenik za materijale koji se koriste u rudarstvu kao \u0161to su drobilice, pokretne trake i svrdla. Na primjer, volfram karbid je popularan materijal za svrdla zbog svoje visoke tvrdo\u0107e, \u017eilavosti i otpornosti na tro\u0161enje. Sli\u010dno tome, transportne trake koje transportiraju abrazivne materijale kao \u0161to su ugljen, kamen i minerali zahtijevaju visoku tvrdo\u0107u i otpornost na abraziju.<\/p>\n

Mjerenje tvrdo\u0107e materijala<\/h3>\n

Za mjerenje tvrdo\u0107e materijala koriste se razli\u010dite tehnike, a te metode ovise o vrsti materijala i primjeni. Naj\u010de\u0161\u0107e metode uklju\u010duju ispitivanje tvrdo\u0107e po Brinellu, Vickersu i Rockwellu. Brinellov test uklju\u010duje mjerenje udubljenja koje ostavlja otvrdnuta \u010deli\u010dna kuglica pod odre\u0111enim optere\u0107enjem. Nasuprot tome, Vickersov test koristi dijamantni piramidalni utiskiva\u010d za otisak na povr\u0161ini materijala. Rockwell test uklju\u010duje mjerenje dubine udubljenja napravljenog \u0161iljastim utiskiva\u010dem pod odre\u0111enim uvjetima optere\u0107enja. Odabir tehnike ovisit \u0107e o preciznosti, to\u010dnosti i ponovljivosti potrebnim za odre\u0111enu primjenu.<\/p>\n

Vrste tvrdo\u0107e materijala<\/h2>\n
\"Vrste
Vrste tvrdo\u0107e materijala<\/figcaption><\/figure>\n

Tvrdo\u0107a po Rockwellu<\/h3>\n
\"Shema
Shema principa ispitivanja tvrdo\u0107e po Rockwellu<\/figcaption><\/figure>\n

Rockwellov test tvrdo\u0107e \u0161iroko je kori\u0161tena metoda za mjerenje tvrdo\u0107e metalnih materijala. Temelji se na dubini prodiranja utiskiva\u010da pod optere\u0107enjem u povr\u0161inu materijala. Rockwellova skala tvrdo\u0107e izra\u017eava se kao broj koji odgovara dubini udubljenja na povr\u0161ini materijala. Prednosti Rockwellovog testa tvrdo\u0107e uklju\u010duju njegovu visoku to\u010dnost, isplativost i svestranost. Obi\u010dno se koristi u automobilskoj i zrakoplovnoj industriji za kontrola kvalitete<\/a>, izbor materijala i analiza kvarova.<\/p>\n

Tvrdo\u0107a po Vickersu<\/h3>\n
\"Tvrdo\u0107a
\u2022 Princip ispitivanja tvrdo\u0107e po Vickersu sli\u010dan je testu tvrdo\u0107e po Brinellu, ali s druga\u010dijim oblikom i materijalom utiskiva\u010da.
\u2022 Primjenjuje se dijamantni \u010detverokutni konusni utiskiva\u010d od 136\u00b0 i ispitna sila F koristi se odre\u0111eno vrijeme.
\u2022 Mjeri se prosje\u010dna duljina dviju dijagonala udubljenja (d) i izra\u010dunava se njegova povr\u0161ina (S).
\u2022 Tvrdo\u0107a metala koji se ispituje, izra\u017eena kao HV, odre\u0111uje se izra\u010dunavanjem prosje\u010dnog tlaka na njegovoj povr\u0161ini (F\/S).<\/figcaption><\/figure>\n

Vickersov test tvrdo\u0107e jo\u0161 je jedna popularna metoda za mjerenje tvrdo\u0107e materijala. Temelji se na mjerenju udubljenja koje ostavlja utiskiva\u010d u obliku dijamanta. Za razliku od Rockwellovog testa tvrdo\u0107e, Vickersova skala tvrdo\u0107e se izra\u017eava u kg\/mm2. Vickersov test tvrdo\u0107e ima visoku to\u010dnost i svestran je za ispitivanje razli\u010ditih materijala, uklju\u010duju\u0107i keramiku i kompozite. \u0160iroko se primjenjuje u medicinskoj i stomatolo\u0161koj industriji za ispitivanje biomaterijala, kao iu proizvodnji i in\u017eenjerstvu.<\/p>\n

Tvrdo\u0107a po Brinellu<\/h3>\n
\"Dijagram
\u2022 Promjer kuglice od volfram karbida (D) izmjeren je u mm. \u2022 Ispitna sila (F) izmjerena je u N. \u2022 Prosje\u010dni promjer udubljenja (d) izra\u010dunat je kao srednja vrijednost promjera izmjerenih u dva me\u0111usobno okomita smjera (d1, d2), svi u mm. \u2022 Konstanta za izra\u010dun bila je 1\/gn = 0,102, gdje je gn standardno gravitacijsko ubrzanje.<\/figcaption><\/figure>\n

Ispitivanje tvrdo\u0107e po Brinellu je mjerna metoda koja se koristi za ispitivanje tvrdo\u0107e metalnih materijala. Mjeri udubljenje napravljeno od kaljene \u010deli\u010dne kuglice pod optere\u0107enjem. Ispitivanje tvrdo\u0107e po Brinellu izra\u017eava se kao broj koji odgovara promjeru udubljenja napravljenog na povr\u0161ini materijala. To je pouzdana metoda za ispitivanje tvrdo\u0107e \u017eilavih materijala, kao \u0161to su \u010delik, \u017eeljezo i aluminij. Ispitivanje tvrdo\u0107e po Brinellu obi\u010dno se koristi u proizvodnoj i automobilskoj industriji za kontrolu kvalitete i odabir materijala.<\/p>\n

Tvrdo\u0107a po Shoru<\/h3>\n

Shore test tvrdo\u0107e je mjerna metoda koja se koristi za ispitivanje tvrdo\u0107e gumenih i plasti\u010dnih materijala. Mjeri udubljenje napravljeno alatom za utiskivanje pod optere\u0107enjem. Shoreova ljestvica tvrdo\u0107e izra\u017eava se slovom ili brojem koji odgovara stupnju tvrdo\u0107e materijala. Shoreov test tvrdo\u0107e je pouzdana metoda za ispitivanje tvrdo\u0107e mekih materijala. Obi\u010dno se koristi u industriji gume i plastike za kontrolu kvalitete i izbor materijala.<\/p>\n

Mohsova ljestvica tvrdo\u0107e<\/h3>\n
\"Sveobuhvatni
Vi\u0161e informacija<\/strong>Sveobuhvatni vodi\u010d za CAD crtanje za CNC stroj<\/span><\/div><\/a><\/div>

Mohsova ljestvica tvrdo\u0107e je mjerni sustav koji se koristi za ispitivanje tvrdo\u0107e minerala na grebanje. Temelji se na ljestvici od 1 do 10, gdje je 1 najmek\u0161i mineral (talk), a 10 najtvr\u0111i (dijamant). Mohsov test tvrdo\u0107e obi\u010dno se koristi u mineralo\u0161koj industriji za identifikaciju minerala i ocjenjivanje dragog kamenja. Me\u0111utim, nije prikladan za ispitivanje tvrdo\u0107e metala, keramike ili drugih materijala.<\/p>\n

Mjerenje tvrdo\u0107e materijala<\/h2>\n