Калькулятор твердости по Бринеллю

Число твердости по Бринеллю (BHN) представляет собой меру твердости материалов, особенно металлов, основанную на шкале твердости вдавливания. Тест включает в себя вдавливание в материал стального шарика определенного диаметра с определенным усилием и измерение диаметра вмятины, оставленной шариком. Этот метод дает числовое значение, представляющее собой сопротивление материала деформации под нагрузкой, что является важнейшей характеристикой в материаловедении и машиностроении.

Историческая справка

Разработанный шведским инженером Юханом Августом Бринеллем в начале 20-го века, тест на твердость по Бринеллю был первым стандартизированным методом испытания твердости металлов. С тех пор этот тест стал основной процедурой в области материаловедения, обеспечивая простой, но эффективный способ оценки прочности и износостойкости материалов.

Формула расчета

Формула для расчета числа твердости по Бринеллю:

\[ BHN = \frac{2P}{\pi D (D - \sqrt{D^2 - d^2})} \]

Где:

• \(P\) - приложенная нагрузка в килограмм-силе (кгс).
• \(D\) - диаметр стального шарика, используемого в испытании (мм).
• \(d\) - диаметр вмятины, вызванной стальным шариком на поверхности материала (мм).

Пример расчета

Для силы (P) 3000 кгс, диаметра стального шарика (D) 10 мм и диаметра вмятины (d) 5 мм число твердости по Бринеллю будет вычислено следующим образом:

\[ BHN = \frac{2 \times 3000}{\pi \times 10 (10 - \sqrt{10^2 - 5^2})} = Значение \]

(Вставьте здесь определенное вычисленное значение из приведенной формулы.)

Важность и сценарии использования

Число твердости по Бринеллю имеет решающее значение для:

1. Выбор материалов: Помощь в выборе правильных материалов для инженерных применений на основе требований к твердости.
2. Контроль качества: Служит стандартным испытанием при производстве для обеспечения однородности и качества материала.
3. Сравнительный анализ: Представляет собой основу для сравнения твердости различных материалов или условий термической обработки.

Часто задаваемые вопросы

1. Какие материалы можно испытать с помощью твердости по Бринеллю?

   • Тест по Бринеллю подходит для большинства металлов, за исключением очень твердых материалов, которые могут повредить стальной шарик.

2. Как диаметр стального шарика влияет на испытание?

   • Более крупные шарики и большие нагрузки обычно используются для более мягких материалов, чтобы получить измеримую вмятину, в то время как для более твердых материалов используются более мелкие шарики и меньшие нагрузки.

3. Можно ли преобразовать твердость по Бринеллю в другие шкалы твердости?

   • Да, существуют таблицы перевода, которые дают приблизительные эквиваленты между Бринеллем, Виккерсом, Роквеллом и другими шкалами твердости.

Испытание на твердость по Бринеллю является фундаментальным и широко используемым методом измерения твердости материалов, что необходимо для обеспечения пригодности материалов для их предполагаемого применения.