Твердость закаленной стали у12 измеряют методом

Независимая Экспертиза Волгоград

Строительная экспертиза

Автооценка при ДТП

Ситуаций, при которых требуется автоэкспертиза – множество и порядок проведение автоэкспертизизы следует доверять профессионалам.

Оценка недвижимости

Сегодня понятие оценочной деятельности подразумевает, в большинстве случаев, оценку рыночной стоимости недвижимости.

Почерковедческая экспертиза

Почерковедческая экспертиза – один из видов идентификации личности.

Оценка ущерба

Если вашей квартире нанесен ущерб от пожара, затопления, независимая оценка ущерба — обратитесь к нам, используя контактную информацию.

Твердость стали: измерение, способы закалки

Для инструментальных сталей твердость измеряется в единицах по шкале Рокуэлла, сокращенно HRC. У ножей, в зависимости от области их применения, твердость должна быть от 56 до 62 HRC, при этом, чем больше число, тем выше твердость. Алмаз, самый твердый материал, имеет твердость в 100 единиц по шкале Рокуэлла. При проверке материала на твердость в него вдавливают алмазный шарик и по глубине его проникновения определяют твердость материала по шкале Рокуэлла. Твердость стали зависит от термической обработки, в особенности от отпуска, температура и длительность которого определяют ее эксплуатационную твердость. В начале сталь должна приобрести свою исходную твердость. Для этого высоколегированная инструментальная сталь нагревается до температуры закалки ( данная температура указывается заводом-изготовителем стали ), при чем разогрев осуществляется в вакууме или инертном газе, как правило, в аргоне, так как при соприкосновении с кислородом на поверхности изделия в процессе нагрева может начаться химическая реакция, в результате которой об¬разуется окалина, что требует дополнительной обработки поверхности после закалки. После того как температура стали достигла заданной величины, изделие охлаждается в закаливаемой среде — это может быть воздух, вода или масло. Простые сорта стали, например, углеродистые, закаливают в воде. Высоколегированные стали требуют закалки в более мягкой среде, а именно, в масле или сжатом воздухе. После закалки твердость стали слишком высока, чтобы ее можно было сразу использовать. Выше уже говорилось о том, что необходимая эксплуатационная твердость стали достигается с помощью отпуска, в процессе которого изделие вновь нагревается до температуры, которая значительно ниже температуры закалки, после чего вновь охлаждается. При отпуске на поверхности стали образуется оксидная пленка, в результате чего ее цвет меняется, причем в зависимости от толщины изделия цвет может быть разным, что объясняется различной температурой металла при той или иной его толщине. Цвет, который приобретает поверхность изделия в процессе отпуска, показывает, какой температуре оно подвергалось при нагреве, исходя из чего опять-таки можно судить о твердости стали, разумеется, лишь в том случае, если известно, какая твердость соответствует температурной области, необходимой для данной конкретной стали. Пример Допустим, необходимо довести путем отпуска твердость углеродистой стали С90 до 58 HRC. Из данных завода-производителя или фирмы, торгующей стальной продукцией, а также из кода стали известно, что данная сталь приобретает указанную твердость при температуре ок. 350°С. В практике существует таблица цветов, которые приобретает стальное изделие при определенной температуре отпуска. Из данной таблицы видно, что температуре нагрева в 250° С соответствует коричнево-красный цвет. Таким образом, клинок из стали С90 следует нагревать до тех пор, пока он не приобретет данный цвет, после чего его можно охладить. Такая таблица с указанием цветов побежалости может пригодиться в первую очередь в тех случаях, когда отсутствует закалочная печь с температурной шкалой или же она не может быть использована, например, при местной закалке. Местной закалке подвергаются ножи, у которых лезвие должно быть очень твердым, в то время как остальная часть клинка должна оставаться мягче, чтобы клинок в целом был более упругим и тем самым менее ломким.

Специалисты организации Независимая Экспертиза готовы помочь как физическим, так и юридическим лицам в определении различных видов оценки, экспертиз.

Если же после изучения этих разделов у Вас останутся нерешенные вопросы или же Вы захотите лично пообщаться с нашими специалистами или заказать измерение твердости металла ножа, всю необходимую для этого информацию можно получить в разделе «Контакты».

С нетерпением ждем Вашего звонка и заранее благодарим за оказанное доверие

Измерение твердости металла ножа проводится

г. Волгоград, ул. Иркутская, 7 (остановка ТЮЗ, отдельный вход с торца здания). 400074

Заключение «Независимой экспертизы» имеет статус официального документа доказательного значения и может быть использовано в суде.

Твердость металлов

Машиностроительные детали и механизмы, а также инструменты, предназначенные для их обработки, обладают набором механических характеристик. Немалую роль среди характеристик играет твердость. Твердость металлов наглядно показывает:

• износостойкость металла;
• возможность обработки резанием, шлифованием;
• сопротивляемость местному давлению;
• способность резать другой материал и прочие.

На практике доказано, что большинство механических свойств металлов напрямую зависят от их твердости.

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:

Машиностроительные предприятия на данный момент для определения твердости материалов используют методы Бринелля, Роквелла, Виккерса, а также метод микротвердости.

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

Единицы измерения твердости

Каждый способов измерения сопротивления металла к пластической деформации имеет свою методику его проведения, а также единицы измерения.

Измерение твердости мягких металлов производится методом Бринелля. Данному способу подвергаются цветные металлы (медь, алюминий, магний, свинец, олово) и сплавы на их основе, чугуны (за исключением белого) и отожженные стали.

Твердость по Бринеллю определяется вдавливанием закаленного, отполированного шарика из шарикоподшипниковой стали ШХ15. Окружность шарика зависит от испытуемого материала. Для твердых материалов – все виды сталей и чугунов – 10 мм, для более мягких – 1 – 2 — 2,5 — 5 мм. Необходимая нагрузка, прилагаемая к шарику:

• сплавы железа – 30 кгс/мм2;
• медь и никель – 10 кгс/мм2;
• алюминий и магний – 5 кгс/мм2.

Единица измерения твердости – это числовое значение и следующий за ними числовой индекс HB. Например, 200 НВ.

Твердость по Роквеллу определяется посредством разницы приложенных нагрузок к детали. Вначале прикладывается предварительная нагрузка, а затем общая, при которой происходит внедрение индентора в образец и выдержка.

В испытуемый образец внедряется пирамида (конус) из алмаза или шарик из карбида вольфрама (каленой стали). После снятия нагрузки производится замер глубины отпечатка.

Единица измерения твердости – это условные единицы. Принято считать, что единица — это величина осевого перемещения конуса, равная 2 мкм. Обозначение твердости маркируется тремя буквами HR (А, В, С) и числовым значением. Третья буква в маркировке обозначает шкалу.

Методика отображает тип индентора и прилагаемую к нему нагрузку.

Сталь у12

Сталь у12 относится к классу углеродистых инструментальных сталей. Аналогичными ей по основным характеристикам являются стали марок у10а, у11а, у10 и у11. Из стали у12, в основном, изготавливаются режущие инструменты, которые будут эксплуатироваться при условиях низкой скорости работы с отсутствием нагревания режущей кромки. Например, надфили, машинные и ручные метчики, плашки для крупов, мелкоразмерные развертки и т. д. Также сталь у12 прекрасно подходит для создания простых по конфигурации измерительных инструментов, например, таких как скобы и гладкие калибры.

Сортамент стали у12 состоит из:
— сортового и фасонного проката (ГОСТы 1435-74, 2590-71, 2591-71 и 2879-69);
— калиброванного прутка (ГОСТы 1435-74, 7417-75, 8559-75 и 8560-78);
— шлифованного прутка и серебрянки (ГОСТы 1435-74 и 14955-77);
— лент (ГОСТы 2283-79 и 21997-76);
— полос (ГОСТы 103-76 и 4405-75);
— поковок и кованых заготовок (ГОСТы 1435-74, 4405-75 и 1133-71).

В состав стали у12 входят следующие дополнительные элементы: кремний (от 0,17 до 0,33%), марганец (от 0,17 до 0,33%), медь (менее 0,25%), никель (до 0,25%), сера (менее 0,028%), углерод (от 1,16 до 1,23%), фосфор (не больше 0,030%), хром (менее 0,20%).

Литера «у» в маркировке стали у12 означает, что данный сплав относится к классу углеродистых сталей. Главным показателем для них является процентное содержание углерода, поэтому оно обязательно указывается в маркировке. После литеры «у» принято ставить число, показывающее содержание углерода в сотых процента. То есть маркировка «у12» означает, что в данном виде углеродистой стали содержится около 1,2% углерода. Отсутствие литеры «а» на конце условного обозначения указывает на принадлежность стали у12 к классу качественных сталей.

Для сварных конструкций сталь у12 не используется. Однако при работе с данным сплавом возможно применение контактно-точечного вида сварки. Положительными характеристиками стали у12 является нечувствительность к флокенам (отсутствие образования внутренних трещин при обработке) и неплохая шлифуемость. Подвергать ковке этот сплав можно при температурах от 1100 °С (в начале) до 750 °С (в конце). Охлаждать изделия следует на воздухе.

Отжиг стали у12 производится с нагревом до 750-770 °С, после чего сплав медленно охлаждается. При такой термообработке микроструктура сплава несколько изменяется: в аустените остается достаточно большое количество включений цементита, которые не растворились при нагревании. Они выполняют функцию центров кристаллизации при охлаждении (распаде аустенитов).

В результате отжига получается структура сферодита (зернистого перлита), которая обладает меньшими показателями твердости, а потому улучшает обрабатываемость стали у12 резанием. Именно такая структура является наилучшей для закалки стали, потому что значительно сокращается склонность к росту аустенитного зерна, уменьшается промежуток оптимальных для закалки температур, снижается риск растрескивания материала и увеличивается прочность и вязкость стали.

В компании «Черметком» вы можете приобрести круги, прутки, полосы, ленты и любые другие виды заготовок из стали у12 высокого качества по низким ценам. Также вы можете воспользоваться нашими услугами доставки продукта на ваш объект.

Дополнительная вкладка, для размещения информации о магазине, доставке или любого другого важного контента. Поможет вам ответить на интересующие покупателя вопросы и развеять его сомнения в покупке. Используйте её по своему усмотрению.

Вы можете убрать её или вернуть обратно, изменив одну галочку в настройках компонента. Очень удобно.

Твердость металлов: в чем измеряется, шкала, определение, единицы измерения, таблица

Все материалы, используемые во время машиностроения и изготовления прочих деталей, имеют определенные характеристики. Перед тем как взять в работу конкретный металлический сплав, специалист проверяет все параметры, так как от них зависит и металлообработка, и эксплуатация дальнейшего изделия. В статье расскажем про значение твердости поверхности металла: что это такое, что называется твердой сталью, а также в чем измеряется показатель, и как происходит замер.

Понятие

Данным термином в материаловедении называют механическое свойство, которое определяет устойчивость к разрушению под воздействием других, более плотных веществ. Иначе можно сказать так: это сопротивляемость деформациям от давления. При этом учитываются и пластичные, и упругие изменения.

От характеристики зависит множество процессов и условий:

• Износостойкость – это есть то, насколько долго может быть использован элемент. В том числе срок износа, поскольку для каждой детали, например автомобильной, наступает время, когда по естественным причинам ее нужно менять. Но чем тверже элемент, тем дольше он будет служить в определенных условиях.
• Возможность различных видов металлообработки – одни технологии применяются только к мягким сплавам, а другие могут быть использованы и для прочных.
• Сопротивление давлению и другим усилиям характерно для вала или подшипника, на которые действуют силы центробежная и трения.
• Способность использовать материал в качестве инструмента для более податливой поверхности. Инструментальная сталь является настолько крепкой, что применяется для изготовления фрез для фрезерных станков, сверл и прочих изделий.

Это далеко не полный перечень того, на что влияет твердость металла после того, как мы дали ему определение. Не каждое используемое вещество берется с одинаковыми характеристиками. Что делается прежде всего для увеличения данного параметра? Сперва берем сырье, очищаем от примесей, а затем подвергаем химической и температурной обработке. А именно: в состав добавляем различные легирующие компоненты, повышающие это качество, например:

• Хром. Увеличивается прочность и устойчивость к коррозии, незначительно уменьшается пластичность и подверженность магнитным силам. Если более 13% хрома, то сплав называют нержавеющим.
• Вольфрам. Очень сильно повышается содержание твердых соединений – карбидов. Дополнительное свойство – снижение хрупкости после отпуска.
• Ванадий. Тоже возрастает сопротивление деформациям.
• Марганец. Чтобы увидеть эффект, вещества должно быть не менее 1%. Резко взлетает стойкость к ударным нагрузкам.

От чего зависит твердость металлов по этому классу:

• От наличия легирующих добавок, перечисленных выше.
• От естественных свойств сырья.
• От термообработки. С этой целью помогает закалка – материал нагревают сверх определенной критической точки, кристаллическая решетка меняется, и после охлаждения закаленная сталь становится очень надежной.
• От цементации – способом диффузии образец насыщается углеродом. Такому методу подвергаются только низкоуглеродистые или легированные части.
• От старения – оно может быть естественным или искусственным. В первом случае со временем протекают процессы, которые не затрагивают микроструктуру, но важны на общем уровне. Во втором применяется термообработка с целью химического и термального увеличения срока эксплуатации – состаривание.
• От наклепывания на поверхность. Это пластическое изменение структуры вещества, приводящее к повышению прочности.
• От обработки лазером. Лазерная установка наплавляет прочный слой.

Кроме того, некоторые этапы металлообработки (прокатка, ковка и закалка) с изменением формы заготовки также приводят к улучшению качества.

В каких единицах измеряется твердость металла

Особенность данной характеристики в том, что в зависимости от метода, которым проводили замер, меняется и классическое обозначение. Так как параметр нельзя причислить к основным физическим шкалам, таким как расстояние, скорость, масса, сила, то и единого стандарта нет в так называемой системе СИ.

Если исследователь применяет один из наиболее стандартных способов, предложенный Бриннелем, о котором мы подробнее расскажем ниже, то результат будет записан в кгс/мм2, то есть в килограмм-силах, деленных на квадратный миллиметр. По шкале измерения твердости металлов можно сказать о классических примерах и их показателях в соотношении друг с другом:

• железные сплавы – в среднем 30 кгс/мм2;
• медные и никелевые составы – 10 кгс/мм2;
• алюминий, магний и их производные – 5 кгс/мм2.

Так делаем вывод, что железо в 6 раз тверже, чем мягкое алюминиевое соединение.

Второй популярный метод изобрел Роквелл. Согласно ему, одно условное значение (у.е.) равно перемещению конуса на 2 мкм. Если маркируется по данному варианту, то сперва проставляется индексация, затем одна из трех букв – А, В, С и цифровое значение. Если вы видите на заготовке твердость материала НВ, то это единицы измерения по Роквеллу. Также индексом могут быть отмечены детали под маркировкой HR, а после 1 из трех букв:

• A – свидетельствует о том, что испытания проводились с помощью конуса из алмаза с углом вершины в 120 градусов под прилагаемой нагрузкой в 50 – 60 кг.
• В – говорит о шарике в одну шестнадцатую дюйма, который направляют к поверхности под весом в 90 – 100 кг.
• С – используется аналогичный конус, как при маркировке А, но увеличенное воздействие в 140 – 150 кг.

Дальше идет цифра, которая уже указывает на то, какая вмятина образовалась.

И еще один вариант того, в чем измеряется твердость стали, – цифры плюс буквы HV. Такое измерение предлагает Виккерс. В то время как по методике Шора можно увидеть такие записи – 90 HSD.

Насколько твердыми бывают основные металлы

Большинство материалов уже обладают определенными характеристиками, их давно измерили и записали в таблицы, при этом в сводках обозначены как исходные значения необработанного железа, так и после различных типов термо- и холодной металлообработки. Но при добавлении нестандартных и новых добавок, проведенных процедур необходимо заново измерять данный показатель. Но если вы сталкиваетесь со стандартными сплавами, то следует посмотреть в подготовленные списки.

Цветмет

Они более мягкие, чем черные, потому что в них нет твердых включений, а также их не подвергают закалке и прочим методам термообработки.

Титан составляет исключение. Приведем технологию, используемую Бриннелем: