Brinell-skaal

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
'n Kragtediagram wat die kragte en afmetings vir 'n Brinell hardheidstoets aantoon.

Die Brinell-skaal word gekenmerk aan die inkepingshardheid van materiale deur die penetrasievermoë van 'n inkeper wat gelaai word op 'n materiaal toetsstuk. Dit is een van verskeie definisies vir hardheid in materiaalkunde en sterkteleer.

Hierdie metode is oorspronklik voorgestel deur 'n Sweedse ingenieur Johan August Brinell in 1900, en was die eerste algemene hardheidstoets wat gebruik is in metallurgie en ingenieurswese. Die grootte van die inkeping en moontlike skade aan die toetsstuk beperk die nut van hierdie toets.

Die tipiese toets gebruik 'n 10 mm diameter staalbal vir 'n inkeper met 'n 29 000 N krag. Vir sagter materiale word 'n kleiner krag gebruik, en vir harder materiale 'n wolframkarbiedbal pleks van 'n staalbal. Die inkeping word gemeet en die hardheid bereken soos volg:

\mbox{BHG}=\frac{2P}{\pi D ({D-\sqrt{(D^2-d^2)})}}

waar:

BHG = Brinell hardheidsgetal;
P = die toegepaste krag (in kg krag);
D = die deursnee van die inkeper (mm); en
d = die deursnee van die inkeping (mm).

Die BHG kan omgeskakel word na die breekkrag — die verhouding is afhanklik van die materiaal se eienskappe en word dus empiries bereken. Die verhouding word gebaseer op Meyer se indeks (n) soos beskryf deur Meyer se Wet. Indien Meyer se Wet minder as 2,2 is sal die verhouding van die breekkrag tot die BHG 0,36 wees. Indien Meyer se indeks groter is, sal die verhouding toeneem.[1]

Die BHG word voorgeskryf deur die mees algemene toetsstandaarde (ASTM E10-08[2] en ISO 6506-1:2005[3]) bo die HBW (H vir hardheid, B vir Brinell en W vir die materiaal van die inkeper, wolframkarbied). In vorige standaarde was HB en HBS gebruik om te verwys na die metings verkry met staal inkepers.


HBW word bereken vir beide standaarde deur die SI-eenhede te gebruik, soos volg:

\mbox{HBW}=0.102  \frac{2F}{\pi D ({D-\sqrt{(D^2-d^2)})}}

waar:

F = die toegepaste krag (N);
D = die deursnee van die inkeper (mm); en
d = die deursnee van die inkeping (mm).


Bronne[wysig]

  1. Tabor, p. 17.
  2. ASTM E10 - 08 Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials
  3. ISO 6506-1:2005 Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: Test method