Gelwir gallu deunydd metel i wrthsefyll mewnoliad yr wyneb gan wrthrychau caled yn galedwch. Yn ôl gwahanol ddulliau profi a chwmpas y cymhwysiad, gellir rhannu caledwch yn galedwch Brinell, caledwch Rockwell, caledwch Vickers, caledwch Shore, microgaledwch a chaledwch tymheredd uchel. Mae tri chaledwch a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer pibellau: caledwch Brinell, Rockwell, a Vickers.
A. Caledwch Brinell (HB)
Defnyddiwch bêl ddur neu bêl carbid o ddiamedr penodol i'w phwyso i wyneb y sampl gyda'r grym prawf penodedig (F). Ar ôl yr amser dal penodedig, tynnwch y grym prawf a mesurwch y diamedr mewnoliad (L) ar wyneb y sampl. Gwerth caledwch Brinell yw'r cymhareb a geir trwy rannu'r grym prawf ag arwynebedd y sffêr mewnoliedig. Wedi'i fynegi mewn HBS (pêl ddur), yr uned yw N/mm2 (MPa).
Y fformiwla gyfrifo yw:
Yn y fformiwla: F–y grym prawf sy'n cael ei wasgu i wyneb y sampl metel, N;
D–Diamedr y bêl ddur ar gyfer y prawf, mm;
d–diamedr cyfartalog y pant, mm.
Mae mesur caledwch Brinell yn fwy cywir a dibynadwy, ond yn gyffredinol dim ond ar gyfer deunyddiau metel islaw 450N/mm2 (MPa) y mae HBS yn addas, ac nid yw'n addas ar gyfer dur caletach na phlatiau teneuach. Ymhlith safonau pibellau dur, caledwch Brinell yw'r un a ddefnyddir fwyaf. Defnyddir y diamedr mewnoliad d yn aml i fynegi caledwch y deunydd, sy'n reddfol ac yn gyfleus.
Enghraifft: 120HBS10/1000130: Mae'n golygu bod gwerth caledwch Brinell a fesurir trwy ddefnyddio pêl ddur 10mm o ddiamedr o dan rym prawf o 1000Kgf (9.807KN) am 30 eiliad yn 120N/mm2 (MPa).
B. Caledwch Rockwell (HR)
Mae prawf caledwch Rockwell, fel prawf caledwch Brinell, yn ddull prawf mewnoliad. Y gwahaniaeth yw ei fod yn mesur dyfnder y mewnoliad. Hynny yw, o dan weithred ddilyniannol y grym prawf cychwynnol (Fo) a'r grym prawf cyfan (F), mae'r mewnolydd (côn neu bêl ddur y felin ddur) yn cael ei wasgu i wyneb y sampl. Ar ôl yr amser dal penodedig, caiff y prif rym ei dynnu. Grym prawf, defnyddiwch y cynnydd dyfnder mewnoliad gweddilliol a fesurwyd (e) i gyfrifo'r gwerth caledwch. Mae ei werth yn rhif anhysbys, a gynrychiolir gan y symbol HR, ac mae'r graddfeydd a ddefnyddir yn cynnwys 9 graddfa, gan gynnwys A, B, C, D, E, F, G, H, a K. Yn eu plith, y graddfeydd a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer profi caledwch dur yw A, B, a C yn gyffredinol, sef HRA, HRB, a HRC.
Cyfrifir y gwerth caledwch gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:
Wrth brofi gyda graddfeydd A a C, HR=100-e
Wrth brofi gyda graddfa B, HR=130-e
Yn y fformiwla, e – mynegir y cynnydd dyfnder mewnoliad gweddilliol yn yr uned benodedig o 0.002mm, hynny yw, pan fo dadleoliad echelinol y mewnolydd yn un uned (0.002mm), mae'n gyfwerth â newid mewn caledwch Rockwell o un rhif. Po fwyaf yw gwerth e, yr isaf yw caledwch y metel, ac i'r gwrthwyneb.
Dyma gwmpas cymwys y tair graddfa uchod:
HRA (mewnolydd côn diemwnt) 20-88
HRC (mewnolydd côn diemwnt) 20-70
HRB (mewnolydd pêl ddur diamedr 1.588mm) 20-100
Mae prawf caledwch Rockwell yn ddull a ddefnyddir yn helaeth ar hyn o bryd, ac mae HRC yn cael ei ddefnyddio mewn safonau pibellau dur, yn ail yn unig i galedwch Brinell HB. Gellir defnyddio caledwch Rockwell i fesur deunyddiau metel o feddal iawn i galed iawn. Mae'n gwneud iawn am ddiffygion y dull Brinell. Mae'n symlach na'r dull Brinell a gellir darllen y gwerth caledwch yn uniongyrchol o ddeial y peiriant caledwch. Fodd bynnag, oherwydd ei fewnoliad bach, nid yw'r gwerth caledwch mor gywir â'r dull Brinell.
Caledwch C. Vickers (HV)
Mae prawf caledwch Vickers hefyd yn ddull prawf mewnoliad. Mae'n pwyso mewnolydd diemwnt pyramid sgwâr gydag ongl gynhwysol o 1360 rhwng arwynebau gyferbyn i'r wyneb prawf ar rym prawf dethol (F), ac yn ei dynnu ar ôl yr amser dal penodedig. Grym, mesurwch hyd y ddau groeslin o'r mewnoliad.
Gwerth caledwch Vickers yw cymhareb y grym prawf wedi'i rannu ag arwynebedd yr wyneb mewnoliad. Ei fformiwla gyfrifo yw:
Yn y fformiwla: symbol caledwch HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
Grym prawf F, N;
d–cymedr rhifyddol y ddau groeslin yn y mewnoliad, mm.
Y grym prawf F a ddefnyddir mewn caledwch Vickers yw 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) a chwe lefel arall. Gellir mesur y gwerth caledwch. Mae'r ystod yn 5 ~ 1000HV.
Enghraifft o ddull mynegiant: mae 640HV30/20 yn golygu bod gwerth caledwch Vickers a fesurwyd gyda grym prawf o 30Hgf (294.2N) am 20S (eiliadau) yn 640N/mm2 (MPa).
Gellir defnyddio dull caledwch Vickers i bennu caledwch deunyddiau metelaidd tenau iawn a haenau arwyneb. Mae ganddo brif fanteision dulliau Brinell a Rockwell ac mae'n goresgyn eu diffygion sylfaenol, ond nid yw mor syml â dull Rockwell. Anaml y defnyddir dull Vickers mewn safonau pibellau dur.
Amser postio: Ebr-03-2024