Kekerasan adalah ukuran kemampuan bahan logam untuk menahan tekanan atau goresan oleh gaya eksternal, dan merupakan salah satu indikator terpenting dari sifat mekanis bahan logam. Pengujian kekerasan adalah salah satu metode pengujian yang paling cepat, ekonomis, dan sederhana untuk mengevaluasi sifat mekanis logam. Pengujian kekerasan dapat mencerminkan perbedaan sifat bahan logam dalam komposisi kimia, struktur organisasi, dan kondisi proses perlakuan panas yang berbeda, sehingga banyak digunakan dalam pemeriksaan sifat logam, pengawasan kualitas proses perlakuan panas, dan pengembangan bahan baru.
Kekerasan Brinell
Hal ini dicapai dengan menekan bola baja pendingin atau bola karbida berdiameter D ke permukaan material logam yang akan diukur dengan beban P berukuran tertentu, menahannya selama jangka waktu tertentu, lalu melepaskan beban. Rasio beban P terhadap luas permukaan lekukan F adalah nilai kekerasan Brinell, dilambangkan sebagai HB. Nilai kekerasan Brinell umumnya dinyatakan dalam kilogram gaya/mm² (N/mm²), tetapi dalam praktiknya juga umum digunakan sebagai HBW atau HBS.
1 metode pengukuran
Kondisi pengujian: beban uji dan diameter bola baja uji perlu ditentukan sesuai dengan kinerja material yang sebenarnya. Beban uji umum dan diameter bola baja memiliki standar tetap untuk beradaptasi dengan uji kekerasan berbagai material.
Proses pengukuran: Material yang akan diuji terlebih dahulu diletakkan pada alat uji kekerasan, kemudian dilakukan uji lekukan dengan beban dan bola baja yang dipilih. Setelah ditahan selama waktu tertentu, beban dilepaskan dan diameter lekukan diukur.
Perhitungan kekerasan: Berdasarkan diameter lekukan, nilai kekerasan Brinell dapat dihitung melalui rumus atau dengan melihat tabel.
2 Aplikasi
Penguji kekerasan Brinell terutama digunakan untuk penentuan kekerasan besi cor, baja, logam non-ferrous dan paduan lunak serta bahan lainnya.
Banyak digunakan dalam bidang metalurgi, penempaan, tenaga listrik, mesin perminyakan, kendaraan rel, mobil, perlengkapan militer, laboratorium, perguruan tinggi dan universitas, serta penelitian ilmiah.
3 metode ekspresi
Simbol kekerasan Brinell dengan HBS atau HBW. HBS menunjukkan bahwa indenter adalah bola baja yang dikeraskan, digunakan untuk penentuan nilai kekerasan Brinell sebesar 450 di bawah material; HBW menunjukkan bahwa indenter adalah karbida semen, digunakan untuk penentuan nilai kekerasan Brinell sebesar 650 di bawah material.
Ekspresi: angka sebelum HBS atau HBW adalah nilai kekerasan, diikuti oleh angka untuk menunjukkan kondisi pengujian, termasuk diameter bola penekan, beban uji, dan waktu penahanan beban uji (10~15 detik tidak ditandai). Misalnya, 170HBS10/1000/30 menunjukkan bahwa nilai kekerasan Brinell sebesar 170 diukur dengan bola baja berdiameter 10 mm, ditahan selama 30 detik di bawah beban uji 9807 N (1000 kg.).
Kekerasan Vickers
Kekerasan Vickers, dinyatakan dengan simbol HV, diusulkan oleh British Smith (Robert L. Smith) dan Sedland (George E. Sandland) pada tahun 1921 di perusahaan Vickers (Vickers Ltd). Ia menggunakan sudut permukaan relatif 136 derajat antara indentor kerucut prismatik positif berlian, dalam ketentuan beban F di bawah aksi tekanan ke permukaan sampel uji, pertahankan jangka waktu tertentu setelah pembongkaran, ukur panjang diagonal lekukan d, lalu hitung luas permukaan lekukan, dan akhirnya keluar dari lekukan tekanan rata-rata pada luas permukaan kekerasan nilai Vickers logam.
1 Metode pengukuran
Pada pengukuran sebenarnya, tidak perlu melakukan perhitungan yang rumit, tetapi sesuai dengan panjang diagonal yang diukur dari nilai lekukan d, langsung periksa tabel untuk mendapatkan nilai kekerasan yang diukur.
Kisaran beban penguji kekerasan Vickers yang umum digunakan adalah 49,03 ~ 980,7N, cocok untuk benda kerja yang lebih besar dan penentuan kekerasan lapisan permukaan yang lebih dalam.
Untuk penentuan kekerasan benda kerja yang lebih tipis, permukaan alat atau lapisan pelapisan, Anda dapat menggunakan beban kecil kekerasan Vickers, beban uji 1,961 ~ 49,03N.
Kekerasan Mikro Vickers cocok untuk analisis mikroskopis.
2 Representasi
Nilai kekerasan Vickers dalam format standar pelaporan xHVy, di mana x merupakan nilai kekerasan Vickers, y merupakan pengukuran nilai beban yang digunakan (satuan: kg gaya). Misalnya, nilai kekerasan 185HV5 sebesar 185, pengukuran nilai beban yang digunakan adalah gaya 5 kg.
3 Rentang aplikasi
Alat uji kekerasan Vickers memiliki berbagai macam aplikasi, dapat mengukur hampir semua bahan logam yang digunakan dalam industri, dari bahan yang sangat lunak hingga bahan yang sangat keras pun dapat diukur. Selain itu, alat ini juga dapat digunakan untuk pengujian kekerasan bahan keramik, plastik dan karet, bahan kardus dan sebagainya.
4 Persyaratan sampel
Permukaan spesimen harus halus dan rata, bebas dari kulit oksida, kotoran, dan minyak.
Secara umum, parameter kekasaran permukaan spesimen kekerasan Vickers Ra tidak lebih besar dari {{0}}.40μm, spesimen kekerasan Vickers beban kecil tidak lebih besar dari 0,20μm, spesimen kekerasan Vickers mikro tidak lebih besar dari 0,10μm.
Kekerasan Rockwell
Kekerasan Rockwell adalah indeks untuk menentukan nilai kekerasan berdasarkan kedalaman deformasi plastik lekukan. Indeks ini menggunakan kondisi tertentu dari penekan (kerucut berlian, bola baja atau bola karbida tungsten) yang ditekan ke permukaan spesimen dalam dua langkah, dan mengukur kedalaman sisa lekukan h untuk mewakili kekerasan.
1 metode pengukuran indentor dan gaya uji
Uji kekerasan Rockwell menggunakan tiga jenis indenter (kerucut berlian dan dua diameter bola baja) dan tiga jenis gaya uji (60kg, 100kg, 150kg). Kombinasi ini sesuai dengan kekerasan Rockwell dari sembilan skala, yaitu, HRA, HRB, HRC, HRD, HRE, HRF, HRG, HRH, HRK. Uji kekerasan Rockwell permukaan menggunakan dua indenter dan tiga gaya uji yang lebih kecil (15kg, 30kg, 45kg), yang sesuai dengan enam skala.
2 Perhitungan nilai kekerasan
Nilai kekerasan Rockwell dihitung dengan rumus berikut: N-konstan (untuk skala yang berbeda, N mengambil 100 atau 130); h-kedalaman lekukan sisa, mm; S-konstan (untuk kekerasan Rockwell, S=0.002mm; untuk kekerasan Rockwell permukaan, S=0.001mm).
3 Karakteristik
Keuntungan: Uji kekerasan Rockwell sederhana dan cepat, lekukan kecil, penentuan rentang luas, berlaku untuk sebagian besar bahan logam.
Kekurangan: representasi kurang baik, pengulangan data kurang baik, tidak dapat diaplikasikan pada pengorganisasian material yang tidak rata atau material tipis serta lapisan pengerasan permukaan.
4 Aplikasi
Uji kekerasan Rockwell umumnya digunakan untuk material dengan kekerasan tinggi, seperti baja pendingin, besi cor, dan lain-lain.
Tiga skala yang umum digunakan adalah HRA, HRB dan HRC, yang cocok untuk bahan dengan kekerasan berbeda.
Pemilihan skala kekerasan
HRA: Digunakan untuk material dengan kekerasan tinggi, seperti lembaran baja, karbida semen, dengan beban 60 kg dan penekan kerucut berlian.
HRB: Digunakan untuk material dengan kekerasan rendah, seperti baja lunak, logam non-ferrous, baja anil, dll., dengan beban 100kg dan bola baja keras berdiameter 1,5875mm.
HRC: Untuk material dengan kekerasan tinggi, seperti baja pendingin, besi cor, dsb., menggunakan beban 150 kg dan penekan kerucut berlian.
Dengan memilih kombinasi yang tepat antara indentor dan gaya uji, uji kekerasan Rockwell dapat memberikan nilai kekerasan yang akurat, sehingga menyediakan dasar penting untuk pemilihan material dan pengendalian kualitas.