Бринелова тврдост

Бринелова тврдост (Бринелова скала, тврдост по Бринел) — скала која ја изразува тврдоста на материјалите според нивната отпорност на вдлабнување. Ова е една од неколкуте дефиниции за тврдоста во науката за материјалите.

Овој начин на испитување на материјалите е предложен од шведскиот инженер Јохан Август Бринел во 1900 г. и претставува првото широко распространето и стандардизирано испитување на тврдоста во инженерството и металургијата. Величината на вдлабнувањето и можноо оштетување на пробното парче ја ограничува неговата корисност, но ја има таа предност што добиениот број се дели со два за да се добие крајната затезна цврстина (UTS) кај челиците.

Испитувањето типично се врши со челично топче со пречник од 10 мм како вдлабнувач со сила на натисок од 3.000 килопонди (29,42 килоњутни). Кај помеките материјали се применува помала сила; кај потврдите материјали, место од челик топчето е направено од волфрам карбид. Вдлабнувањето е израз на тврдоста по следнава пресметка:

\operatorname {BHN} ={\frac {2P}{\pi D\left(D-{\sqrt {D^{2}-d^{2}}}\right)}}

при што:

BHN = Бринелов број (кп/мм²)

P = применет товар во килопонди (кп)

D = пречник на вдлабнувачот (мм)

d = пречник на вдлабнатината (мм)

Бринеловата тврдост (BHN) понекогаш се изразува во мегапаскали со помножување на Бринеловиот број по забрзувањето поради гравитацијата (9,80665 м/с²). Тврдоста може да се претвори во крајна затезна цврстина (UTS), иако соодносот не е зависен од материјалот, па затоа се утврдува емпириски. Соодносот се заснова на Мејеровиот показател (n) по Мајеровиот закон. Ако показателот е помал од 2,2 тогаш соодносот на UTS со BHN изнесува 0,36. Ако е поголем од тоа, тогаш соодносот се зголемува.^[1]

BHN се користи во најраспространетите стандарди (ASTM E10-14^[2] и ISO 6506–1:2005^[3]) како HBW, при што H е тврдост (hardness), B бринел (brinell), а W е материјалот на вдлабнувачот — вилфрам (wolfram) карбид . Претходните стандарди се повикувале на челично топче.

HBW во обата система се пресметува со SI-единици вака:

\operatorname {HBW} =0,102{\frac {2F}{\pi D\left(D-{\sqrt {D^{2}-d^{2}}}\right)}}

при што:

F = применет товар (Њутни)

D = пречник на вдлабнувачот (мм)

d = пречник на вдлабнатината (мм)

Чести вредности

При наведувањето на Бринеловата тврдост (BHN или почесто HB), морада се наведат и испитните услови за добивањето на бројот. Стандардниот формат за укажување на условите гласи „HBW 10/3000“. „HBW“ значи дека се користело топче од волфрам карбид, наспроти „HBS“, што значи топче од зајакнат челик. „10“ е пречникот на топчето во милиметри, а „3000“ е силата во килопонди.

Тврдоста може да се изрази и како XXX HB YYD². Тука XXX е применетата сила (во килопонди) врз материјалот од видот YY (5 за алуминиумски легури, 10 за бакарни, 30 за челици). Така, типичната тврдина на челикот може да се претстави вака: 250 HB 30D². It could be a maximum or a minimum.

Бринелов број
Материјал	Тврдост
меко дрво (на пр. бор)	1,6 HBS 10/100
тврдо дрво	2,6–7,0 HBS 1,6 10/100
олово	5,0 HB (чисто олово; alloyed lead typically can range from 5,0 HB to values in excess of 22,0 HB)
чист алуминиум	15 HB
бакар	35 HB
зајакнат AW-6060 алуминиум	75 HB
јаглероден челик	120 HB
18–8 (304) не’рѓосувачки челик annealed	200 HB^[4]
неабечки челик	400-700 HB
стакло	1550 HB
зајакнат алатен челик	600–900 HB (HBW 10/3000)
рениум диборид	4600 HB
Напомена: Стандардни испитни услови освен ако не е поинаку наведено

Стандарди

Македонски стандард

Поврзано

Белешки

↑ Tabor, p. 17.
↑ ASTM E10 – 14 Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials
↑ ISO 6506–1:2005 Metallic materials – Brinell hardness test – Part 1: Test method
↑ 304: the place to start, Посетено на 2009-03-31.

Литература

Tabor, David (2000), The Hardness of Metals, Oxford University Press, ISBN 0-19-850776-3.

Надворешни врски

[1] Tabor, p. 17.

[E10-2] ASTM E10 – 14 Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials

[iso65061-3] ISO 6506–1:2005 Metallic materials – Brinell hardness test – Part 1: Test method

[4] 304: the place to start, Посетено на 2009-03-31.

[1]

[2]

[3]

[4]