Tvrdoća po Brinellu
From Wikipedia, the free encyclopedia
Tvrdoća po Brinellu (oznaka: HB) je otpor što ga materijal pruža prodiranju zakaljene čelične kuglice promjera D (mm), tlačene silom F (N). U ispitivanom materijalu nastaje otisak u obliku kuglične kalote promjera baze d i dubine h. Ispitivanje tvrdoće po Brinellu spada u grupu ispitivanja materijala bez razaranja (oštećenja površine su neznatna) i to je postupak utiskivanjem (penetracija). Ovaj postupak ispitivanja tvrdoće materijala predložio je švedski inženjer Johan August Brinell 1900., i to je bio prvi široko prihvaćeni i standardizirani postupak ispitivanja tvrdoće materijala u znanosti o materijalima.[1]
Kod ispitivanja tvrdoće po Brinellu utiskivač je zakaljena čelična kuglica promjera 10; 5; 2,5; 2 i 1 mm, a sila se bira prema predviđenoj tvrdoći materijala. Sila se određuje iz formula: 294,2 D2 za tvrdi, 98,07 D2 za srednje tvrdi i 49,03 D2 za meki materijal. Mjerenje je valjano ako promjer utisnute kalote d iznosi od 0,25 do 0,5 promjera kuglice. Trajanje povećanja sile do konačne vrijednosti iznosi 15 sekundi, a njeno djelovanje traje 15, 30 ili 60 sekundi, da se omogući uspostava ravnoteže između utiskivača i plastično deformiranog uzorka. Što je materijal mekši to ispitivanje traje dulje.
Promjer kuglice (utiskivač) ovisi i o debljini uzorka koji se ispituje, pa tako za debljinu uzorka veću od 6 mm, koristi se kuglica promjera 10 mm; za debljinu uzorka od 3 do 6 mm, koristi se kuglica promjera 5 mm; za debljinu uzorka manju od 3 mm, koristi se kuglica promjera 2,5 mm. Osim toga mora vrijediti da debljina uzorka treba biti barem 8 puta veća od dubine utisnute kuglične kalote h. Ta su ograničenja potrebna da se na materijalima različitih tvrdoća i na uzorcima različitih debljina dobiju usporedivi rezultati, jer se može dogoditi da je udubljenje kuglice jedva vidljivo ili da kuglica sasvim probije uzorak. Tada su rezultati nepouzdani. Ako je promjer otiska d manji od 0,25 D znači da je primijenjena premala sila, odnosno ako je d > 0,5 D znači da je sila bila prevelika.
Tvrdoća po Brinellu (oznaka: HB) iskazuje se kao naprezanje na površini udubljenja:
- HB = F / A = F / (π D h)
gdje je: h – dubina udubljenja kuglične kalote (mm), D – promjer zakaljene čelične kuglice (mm), F – tlačna sila utiskivanja (N). Dubinu udubljenja h teško je mjeriti. Jednostavnije i znatno se točnije mjeri promjer kalote udubljenja d, pa se tvrdoća po Brinellu dobiva iz izraza: