ASTM E10 Стандартен метод за изпитване за твърдост по Бринел на метални материали

Стандартът „ASTM E10 Стандартен метод за изпитване на твърдост по Бринел на метални материали“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на твърдостта по Бринел на метални материали, базиран на принципа на твърдостта по Бринел чрез вдлъбване. Този стандарт предоставя изисквания за машината за изпитване по Бринел и процедури за извършване на тестове за твърдост по Бринел.

Този метод за изпитване включва изисквания за използването на преносими машини за изпитване на твърдост по Бринел, които измерват твърдостта по Бринел съгласно принципа на изпитването на твърдост по Бринел и са способни да отговорят на изискванията на този метод за изпитване, включително директни и индиректни проверки на машината за изпитване. Преносимите машини за изпитване на твърдост по Бринел, които не могат да отговорят на изискванията за директна проверка и могат да бъдат проверени само чрез индиректни изисквания за проверка, са разгледани в ASTM E110.

Този стандарт включва и следните допълнителни изисквания:

Валидиране на машини за изпитване на твърдост по Бринел (Приложение А1)
Машини за стандартизиране на твърдостта по Бринел (Приложение А2)
Стандартизация на вдлъбнатини за твърдост по Бринел (Приложение А3)
Стандартизация на блокове за изпитване на твърдост по Бринел (Приложение А4)

Този стандарт включва също следната незадължителна информация относно изпитването за твърдост по Бринел:

Таблица с числата за твърдост по Бринел (Приложение X1)
Примери за процедури за определяне на неопределеността на твърдостта по Бринел (Приложение X2)

Изпитването за твърдост по Бринел е тест за твърдост чрез вдлъбване, който може да предостави полезна информация за металните материали. Тази информация може да бъде свързана с якостта на опън, износоустойчивостта, пластичността или други физични свойства на металните материали и може да бъде полезна при контрола на качеството и избора на материали. Изпитванията за твърдост по Бринел се считат за задоволителни за приемателни тестове на търговски пратки и са широко използвани в индустрията за тази цел. Изпитването за твърдост по Бринел, извършено на определено място върху дадена част, обаче може да не е представително за физичните свойства на цялата част или на крайния продукт.

Този стандарт очертава процедурата за определяне на твърдостта по Бринел на метали и сплави. Тестът по Бринел е особено полезен за изпитване на материали с груба текстура или неправилни повърхности, като например отливки и изковки.

По време на тестването, закалена стоманена или волфрамова карбидна топка (обикновено с диаметър 10 mm) се притиска към повърхността на материала под определено натоварване (напр. 500 kgf, 1500 kgf или 3000 kgf). След това се измерва диаметърът на вдлъбнатината, останала в повърхността. Числото на твърдост по Бринел се изчислява с помощта на натоварването и площта на вдлъбнатината.

Често срещани приложения на този тест включват:

Контрол на качеството в леярните и металообработващата промишленост
Характеризиране на механичните свойства на металите
Сравнително тестване на материали

Стандартът ASTM E10 се счита за необходим поради следните важни причини:

Последователност и възпроизводимост: Определя унифицирана процедура за провеждане на тестове за твърдост по Бринел. Това осигурява еднакви резултати в различни лаборатории, оператори и оборудване, което е от решаващо значение за осигуряване на качеството и сравнение на материалите.
Квалификация на материалите: Използва се за проверка дали металите отговарят на изискванията за твърдост, посочени в стандартите за проектиране, спецификациите на материалите или поръчките за покупка. Често срещана е в индустрии като автомобилната, аерокосмическата, строителната и металургичната.
Контрол на качеството: Помага на производителите да следят качеството на продукцията, като предоставя надежден метод за проверка на твърдостта на материала. Той открива проблеми като неправилна термична обработка, дефекти в сплавите или несъответствия в материалите.
Проследимост и сертифициране: Съответствието със стандарта ASTM E10 осигурява глобално признаване на резултатите от тестовете в спецификации, сертификати и инженерна документация. Това спомага за спазването на регулаторните и договорните изисквания.
Приложимост за твърди материали: Тестът на Бринел е особено подходящ за едрозърнести метали, отливки и изковки, с които други тестове, като например този на Рокуел, не се справят добре поради неравности на повърхността.
Основа за решенията при проектиране: Твърдостта често се свързва с якост на опън, износоустойчивост и обработваемост. Стандартът ASTM E10 предоставя надеждни данни, които инженерите могат да използват за проектиране и оценка на компоненти.

Общият принцип на изпитването за твърдост по Бринел се състои от две стъпки. В първата стъпка вдлъбнатината се привежда в контакт с изпитвания образец в посока, перпендикулярна на повърхността, и се прилага изпитвателната сила. Изпитвателната сила се задържа за определено време на престой и след това се отстранява. Във втората стъпка диаметърът на вдлъбнатината се измерва в поне две перпендикулярни посоки. Стойността на твърдостта по Бринел се получава от средната стойност на измерванията на диаметъра.

Оборудването за изпитване на твърдост по Бринел обикновено се състои от изпитвателна машина, която поддържа изпитвания образец и прилага сила на вдлъбване върху топка, която е в контакт с образеца, и система, която измерва средния диаметър на вдлъбнатината, следвайки принципите на изпитването за твърдост по Бринел. Конструкцията на изпитвателната машина трябва да гарантира, че няма люлеене или странично движение на индентора или образеца по време на прилагане на силата. Конструкцията на изпитвателната машина трябва да гарантира, че силата, приложена към вдлъбнатината, е равномерна и без ударни сили. Трябва да се вземат предпазни мерки за предотвратяване на моментни високи изпитвателни сили, причинени от фактори като инерция на системата или превишаване на хидравличната система.

Измервателното устройство, използвано за измерване на диаметъра на вдлъбнатините по Бринел, може да бъде неразделна част от твърдомера или отделно, самостоятелно устройство. Допустимите измервателни устройства се разделят на два вида. Инструментите тип А включват микроскопи с подвижни измервателни линии и някаква форма на дисплей, компютъризирана измервателна система или система за анализ на изображения. Инструментите тип Б са ръчни микроскопи с фиксирани измервателни линии.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартния метод за изпитване ASTM E10 за твърдост по Бринел на метални материали.