ANYAGOK KÁROSODÁSA ÉS

ANYAOK KÁROSODÁSA ÉS 9,=6*È/$7$.h/g1%g=h=(0, KÖRÜLMÉNYEK KÖZÖTT KEMÉNYSÉMÉRÉS VARA FERENC.RVVXWK/DMRV7XRPiQ\HJ\HWHP0&V]DNDL)LVNRODL.DU TÓTH LÁSZLÓ Bay Zoltán Intézet UY PLUVINAE University of Metz (Franciaország) Készült: a TEMPUS S_JEP_1171 projekt támogatásával Miskolc - 1999 -

Kiadja a Miskolci Egyetem $NLDiVpUWIHOHOV Dr. Tóth László 0&V]DNLV]HUNHV]W Dr. Tóth László Példányszám: 40 Készült Colitó fóliáról az MSZ 5601-59 és 560-55 szabványok szerint Miskolci Egyetem Sokszorosító Üzeme $VRNV]RURVtWiVpUWIHOHOV Kovács Tiborné TB. - 99-4 - ME A levonat sokszorosításba leadva: 1999. május 15.

(/6=Ï (/6=Ï 0LQHQW UWpQHOPLNRUV]DNIHMOpVpQHNPHJYDQDPDJDKDMWyHUHMH0tJD;,;V]i]DEDQ DWXRPiQ\HOUHKDODiViWHJ\pUWHOP&HQDYDV~WLN ]OHNHpVUREEDQiVV]HU&HOWHUMHpVHKDWRWWDiW (évente átlagosan 10.000 km hosszágban építettek új vasútvonalakat), addig jelen korunkban a PLNURHOHNWURQLND DWD OHKHWVpJHN V]WWpN iw D PLQHQQDSMDLQNDW tj\ D P&V]DNL pohw QNHW LV V]ROJiOWDWYD DQQDN IHMOpVpKH] V] NVpJHV KDMWyHUW ( NpW SHULyXV IHMOpVpQHN VDMiWRVViJDL természetesen megmutatkoztak a társadalmi struktúra formálódásában is. Az elmúlt században NLDODNXOW D QDJ\ ]HPL PXQNiVViJ PHJYDOyVXOW D WNH NRQFHQWUiFLyMD pv OpWUHM WW D reál - RPLQiQVDQDP&V]DNLWXRPiQ\P&YHOLQHNQpSHV WiERUD (] XWyEELDN NLYtYWiN PDJXNQDN D széles társadalmi elismertséget, hisz tevékenységük közvetlenül hozzájárult a társadalom látható IHMOpVpKH] 1DSMDLQN VDMiWRVViJD D] információs társadalom kialakulása, amelyben a PLNURHOHNWURQLNDLHOHPHNIHMOpVHiWV] YLDPLQHQQDSLpOHW QNWHYpNHQ\VpJ QNOHKHWVpJHLW$ P&V]DNLpOHWEHQH]W EEHNN ] WWDV]iPtWiVWHFKQLNDUREEDQiVV]HU&HOWHUMHpVpWDLDJQRV]WLNDL vizsgálatok eszközparkjának átalakulását, az anyagok viselkedésének, tulajdonságainak mélyebb PHJLVPHUpVpWV]ROJiOyDQ\DJYL]VJiODWLPyV]HUHNHV]N ] NOpWUHM WWpWHUHPpQ\H]WpN$IHMOpV ütemét jól tükrözi az, hogy mindez az utóbbi 0 évben következett be (pl. a számítógépek PLNURSURFHVV]RUDLQDNP&YHOHWLVHEHVVpJHSHULyXVEDQQDJ\ViJUHQHWYiOWR]RWW $ QDJ\ puwpn& P&V]DNL OpWHVtWPpQ\HNHW V]HUNH]HWHNHW KLDNDW HUP&YHNHW Ji] olajfeldolgozó rendszereket, vegyipari üzemeket, tranzit energiaszállító vezetékeket, UHS OJpSHNHW KDMyNDW VWE pyhv ]HPHOWHWpVUH WHUYH]LN D] DRWW periódusban érvényben OHYV]DEYiQ\RNP&V]DNLLUiQ\HOYHNILJ\HOHPEHYpWHOpYHO(]HNEHQSHLJD]D]WPHJHO]QpKiQ\ év ismeretszintje, technológiai színvonala testesedik meg. A mikroelektronika által diktált IHMOpVL WHPOHKHWYpWHV]LD]WKRJ\DQDJ\pUWpN&V]HUNH]HWHNOpWHVtWPpQ\HN ]HPHOWHWKHWVpJL feltételeit, maradék élettartamát egyre nagyobb megbízhatósággal becsüljük, azaz integritását egyre kisebb kockázattal ítéljük meg. $] HO]NEO DyyDQ NLDODNXOW HJ\ ~M LV]FLSOtQD D szerkezetek integritása, vagy szerkezetintegritás IRJDOPDpVOpWUHM WWLQWp]PpQ\UHQV]HUHV]HUWHDYLOiJRQ$ QWHQPpUQ NL ismereteket integráló tudományterület feladata annak eldöntése, hogy egy adott szerkezet, OpWHVtWPpQ\ PLO\HQ IHOWpWHOHN PHOOHWW ]HPHOWHWKHW D WRYiEELDNEDQ LOO PHQQ\L D PDUDpN pohwwduwdpdpvh]plo\hqpyrqphqh]vhokhw$kkr]dv]hunh]hwioodsrwiwdohkhwohjqdj\ree EL]WRQViJJDO IHOPpUKHVV N HEEO DyyDQ D WRYiEEL ]HPHOWHWKHWVpJ IHOWpWHOHLW D OHJNLVHEE kockázattal megbecsüljük - elengedhetetlen az, hogy diagnosztikai vizsgálatokkal felmérjük a szerkezet állapotát, WLV]Wi]]XNDYDOyViJRV ]HPLN U OPpQ\HNUHMHOOHP]PHFKDQLNDLiOODSRWRW, megítéljük a beépített anyagok károsodásának folyamatát és mértékét az adott üzemeltetési feltételek mellett. 1\LOYiQYDOy HJ\UpV]W D] KRJ\ D] HO]NEHQ HPOtWHWW KiURP I WHU OHW PpUpVWHFKQLND - PHFKDQLND DQ\DJ HJ\IRUPD MHOHQWVpJJHO EtU D V]HUNH]HW LQWHJULWiViQDN PHJtWpOpVpEHQ pv bármelyik terület elhanyagolása, súlyának csökkentése hibás döntéshez, esetleg katasztrófákhoz YH]HWKHW 1\LOYiQYDOy PiVUpV]W D] KRJ\ PLQHQ P&V]DNL QWpVEHQ tj\ D] ]HPHOWHWKHWVpJ feltételeinek megítélésében is, bizonyos kockázat rejlik, hisz a tudomány adott szintjét hasznosítjuk és a rendelkezésre álló eszközpark maga is az adott kor V]tQYRQDOiWNpSYLVHOL(EEO

(/6=Ï DyyDQ PpUOHJHOQL NHOO D] HVHWOHJHV KLEiV QWpV P&V]DNL MRJL N ]JD]DViJL pv környezetvédelmi következményeit. Ezek együttes figyelembevételével viszont már kialakíthatók D]pVV]HU&NRFNi]DWYiOODOiVIHOWpWHOHL A szerkezetintegritás tehát egy igen komplex terület. AkLNH]WP&YHOLND]RNQDNképesnek NHOO OHQQL N DUUD KRJ\ D] ]HPHOWHKHWVpJJHO NDSFVRODWRV SUREOpPiNDW WHOMHV N U&HQ iwoivvin kiemeljék a meghatározó paramétereket, kérdéscsoportokat és alkalmasak legyenek arra, hogy az érintett tudományterületek szakembereivel érdemben szakmailag konzultálni tudjanak. A szerkezetek integritásának, reális állapotának, maradék élettartamának megítélése mind D] ]HPHOWHWNPLQSHLJDEL]WRVtWyWiUVDViJRNDODSYHWpUHNH$] ]HPHOWHWV]HPSRQWMiEyOD WXDWRV WHUYH]pV IHMOHV]WpV PHJNHU OKHWHWOHQ VDURNSRQWMD D] ]HPEHQ OHY NpV] OpNHN P&V]DNL ioodsrwd EL]WRQViJD D V] NVpJHV EL]WRVtWiV WHNLQWHWpEHQ SHLJ D] pvv]hu& NRFNi]DWYiOODOiV EL]WRVtWiVL VV]HJ DODSHOHPH D UHiOLV ioodsrw LVPHUHWH(]HN MHOHQWVpJpW PpUOHJHOYH WiPRJDWWD D] Európai Unió a TEMPUS program keretében a Teaching and Education in Structural Integrity in Hungary FtPPHO VV]HiOOtWRWW SiO\i]DWRW DPHO\QHN I FpONLW&]pVH H]HQ ~M LV]FLSOtQD meghonosításán kívül egyrészt a szerkezetintegritás oktatási anyagainak kidolgozása, másrészt a Szerkezetintegritás - Biztosítási Mérnök Szakmérnöki Szak beindítása. A négy hazai intézmény - 0LVNROFL(J\HWHP%XDSHVWL0&V]DNL(J\HWHP.RVVXWK/DMRV7XRPiQ\HJ\HWHP0&V]DNL.DUD pv D 6]pFKHQ\L,VWYiQ 0&V]DNL )LVNROD V]DNHPEHUHLQHN EHYRQiViYDO HOpUHQ FpORN PHJYDOyVtWiViWQDJ\EDQVHJtWHWWpNDN YHWNH]N OI OLSDUWQHUHLQN 3URI79DUJD%pFVL0&V]DNL(J\HWHP Prof. H. P. 5RVVPDQLWK%pFVL0&V]DNL(J\HWHP Dr. J. Blauel, Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik Prof. S. Reale, Universitá Degli Studi di Firenze Prof.. Pluvinage, Universitz of 0HW]HI ]HWWiUVV]HU]MH Dr. S. Crutzen, Joint Research Centre, European Commission Miskolc, 1999. május 8. Tóth László egyetemi tanár a projekt koordinátora

Varga-Tóth-Pluvinage Tartalomjegyzék (/6=Ï 1 Bevezetés 4 1. Történeti áttekintés 6. A leggyakrabban használatos keménységmérési eljárások 7.1. Brinell keménységmérés 10.. Vickers keménység mérése 1.3. Rockwell keménység mérése 13.4. Szuper-Rockwell keménységmérés 13.5. Egyéb eljárások, követelmények egyéb anyagok. Dinamikus vizsgálat 14.6. Néhány megjegyzés a hagyományos módszerekhez 17 3.(UHOPR]XOiVPpUpVpQDODSXOyeljárások 19 3.1. Módosított szerszámgeometria alkalmazása 19 3.. A benyomódási munka elemzésével 1 3..1. A fajlagos benyomódási munka számítása Brinell keménységmérésnél 1 3... A fajlagos benyomódási munka számítása Vickers keménységmérésnél 4 3.3.$IDMODJRVEHQ\RPyiVLPXQNDpUWpNHN O QE ]anyagoknál 6 3.3.1.$N O QE ]DQ\DJMHOOHP]Nkapcsolata 6 3.3.. $YL]VJiODWLHUHPpQ\HNpVD]DQ\DJMHOOHP]Nkapcsolata 7 3.3..1. A Mayer-féle kifejezés a paramétere és a keménység közötti kapcsolat 7 3.3... A fajlagos benyomódási munka és a keménység kapcsolata 8 4. Az anyagok valós keménységének fogalma 9 4.1. A Brinell és Vickers eljárással meghatározott valós keménységek kapcsolata 31 4. A keménységmérés során befektetett munka 3 5. $V]LOiUViJLDODNYiOWR]iVLMHOOHP]NpVDNHPpQ\VpJkapcsolata 33 6. IRODALOM 34 3

Varga-Tóth-Pluvinage 1. Történeti áttekintés 0LQW D] HOV]yEDQ PiU HPOtWHWW N D VWDWLNXV DQ\DJYL]VJiODWL PyV]HUHN N ] O D] HJ\LN OHJiOWDOiQRVDEE D NHPpQ\VpJPpUpV QHYH]HWHVHQ D] DQ\DJRNQDN HJ\ PpUWHVW EHKDWROiViYDO szembeni ellenállásának meghatározása. A leggyakrabban alkalmazott módszereket, azok MHOOHP]LWD]7iEOi]DWIRJODOMD VV]HLUHQLVRUUHQEHQ 6]HU] QpY P&V]HU 0&N pvl HOY összefüggés Hertz (1881) * PE pv PpUHQ DQ\DJ pulqwnh]pvh D képlékeny maradó deformáció eléréséig v. repedéséig Brinell prés (1900) Shore monotron Keményre edzett acélgolyó benyomása; 1,5;,5; 5; vagy 10 mm 15,65-3000 kg; képlékeny lenyomat keletkezik yémántgolyó 0,75 mm, vagy acél-golyó 1/16";,5 mm és a szabványos mélység: 0,045 mm Statikus benyomódási keménység meghatározása 1. táblázat 0pUHQ SDUDPpWHU NLV]iPtWiVL módszer és viszonyszám + U = π S $ NHPpQ\VpJHW D OHQ\RPDW iwppulyho számolja ) +% = π ' ' ' A keménység mértékét az a terhelés jelenti, DPHO\ V] NVpJHV D PpUWHVWQHN V]DEYiQ\RV PpO\VpJLJ W UWpQ EHQ\RPiViKR] Ludvig (1907) 90 o -os acélkúp benyomása az anyagba $ NHPpQ\VpJ PpUV]iPiW D WHUKHOHU pv D vetületterület viszonya adja meg Rockwell és szuper 10 o -os gyémántkúp vagy 1/"; 1/4"; 1/8"; 1/16" -os acélgolyók benyomása terhelésekkel; A keménység meghatározása a benyomódási mélység alapján történik, figyelembe véve az Rokwell mérés 150-100-60 kg vagy a szuper HOWHUKHOpV KDWiViW (19) Rockwell esetén 45-30-15 kg Vickers (195) Drozd (1958) Káldor M- Bárczy P: (1967) [4] mérés Brunner,..- Schimmer L. (1978) 136 o RV ODSV] J& J\pPiQWJ~OD EHQ\RPiVD 1-10 kg terheléssel P golyóterheléssel méri a benyomódás h mélységét és az anyag folyáshatárából YHO V]iPtWKDWy HUpUWpNHNHW OHYRQYD kapja a keménységet Vickers normálkeménységet határoznak meg D] DQ\DJUD MHOOHP] n érték segítségével és ez a HN (normál-keménység) független a WHUKHOHUWO A parabolid geometriájú gyémánt benyomodó test [] benyomódási mélységét PpULN D] HU I JJYpQ\pEHQ pv D] D NDSFVRODW OLQHiULV I JJHWOHQ O D] DQ\DJPLQVpJpWO A keménységet a terhelés és a benyomódás felületének viszonya adja ) +9 = 3 3V + = + πk +1 = 3 Q ) S \ \ R +: V]LO =, ill. +: V]LO = &1 \ \ y o max. behatolási mélység y maradó behatolási (képlékeny) mélység C gépállandó 6

$N O QE ]HOMiUiVRNMHOOHJ]HWHVVpJHLW VV]HIRJODOYDDN YHWNH]PHJiOODStWiVRNWHKHWN D]HOMiUiVRNHJ\LNFVRSRUWMDHJ\DRWWQDJ\ViJ~WHUKHOHUpVD]iOWDODOpWUHKR]RWW OHQ\RPDWIHO OHWpQHNYLV]RQ\iWWHNLQWLPpUV]iPQDN PtJDPiVLNFVRSRUWD]DRWW JHRPHWULiM~ V]HUV]iP DRWW HU KDWiViUD OpWUHM Y PpO\VpJLUiQ\~HOPR]XOiViWWHNLQWLPpUV]iPQDN A rövid táblázatos áttekintés csupán azon eseteket foglalja össze, amikor új elv, eljárás, V]HUV]iPYDJ\DNHPpQ\VpJHLJLHNWOHOWpUPyRQW UWpQpUWHOPH]pVHYiOWLVPHUHWHVVp. A leggyakbban használatos keménységmérési eljárások Napjainkban a gyakorlatban legáltalánosabban az un. szúró keménységvizsgáló eljárásokat alkalmazzák. E vizsgálatok során meghatározott alakú pv PpUHW& WiUJ\DW XJ\DQFVDN PHJKDWiUR]RWW QDJ\ViJ~ HUYHO Q\RPQDN D YL]VJiODQy DQ\DJED $ szurókeménységvizsgálatok közül általánosan használt a Brinell-, Vickers- és 5RFNZHOOIpOHNHPpQ\VpJPpU eljárás..1. Brinell keménységmérés +D D YL]VJiOW PXQNDDUDE IHO OHWpEH D IHO OHWUH PHUOHJHV HUYHO JRO\y DODN~ szúrószerszámot nyomunk, a keletkezett lenyomat gömbsüveg lesz. Az 1. ábra jelöléseivel a gömbsüveg felülete D πkdkro'djro\yiwppumhkdj PEV YHJPDJDVViJD(]]HODHBvel jelölt Brinell-keménység: +% = ) ' π K 1. ábra. A Brinell-vizsgálat elvi vázlata 1. ábra. A Brinellvizsgálat elvi vázlata A mértékegységek nemzetközi rendszerének (SI) hatályba OpSpVHyWDDEHQ\RPyiVWOpWHVtWHUWN-ban kell mérni, ennek következtében a benyomódás felületének egységére vonatkoztatott keménységértékek, a HB és HV keménységi számok kereken egy nagyságrenddel nagyobbak lennének a megszokottnál azért, hogy ezek ne változzanak meg, a WHUKHOHUWN-ban mérik, megszorozzák 1/9,80655 = 0,10-vel. Az így kiszámított HB és HV értékek megegyeznek a megszokottakkal, amelyeknek kp/mm volt a dimenziójuk. Ezt a dimenziót az új rendszerben nem használják, hanem a keménységet mértékegység nélküli számnak tekintik. A fentiek alapján tehát: ) +% = 0 10 KDDWHUKHOHUD]F értéke N-ban adott. ' π K 7

A gömbsüveg magassága (h) N ]YHWOHQ O QHP PpUKHWHDJRO\yiWPpUMpEO (D) és a OHQ\RPDWMyOPpUKHWiWPpUMpEOPHJKDWiUR]KDWy ' ' K = Ezzel a Brinell keménység kiszámítására az alábbi összefüggés szolgál: 010 ) +% = ' π' ' A vizsgálathoz használt szabványos golyók 10; 5; pv PP iwppum&hn $ JRO\y NHPpQ\VpJpWV]DEYiQ\tUMDHO+9 $JRO\yiWPpUMpWDWiUJ\YDVWDJViJDV]DEMDPHJWHNLQWHWWHODUUDKRJ\KDYpNRQ\OHPH]HNQpO QDJ\iWPpUM&JRO\yWKDV]QiOXQNYDJ\DOHQ\RPDWiWPpUMHOHV]W~OViJRVDQNLFVLpVtJ\QHP PpUKHW SRQWRVDQ YDJ\ SHLJ KD D JRO\y W~OViJRVDQ PpO\HQ KDWRO EH D WiUJ\ED DNNRU D keménységmérés eredménye nem lehet pontos, mert a tárgytartó keménysége a mérés eredményét befolyásolja. Éppen ezért a tárgy (próbatest) olyan vastag legyen, hogy a vizsgálat után a hátoldalon a benyomódás semmilyen alakváltozást ne okozzon. Ennek érdekében a próbatest legkisebb vastagsága a benyomódás mélységének legalább tízszerese legyen. $JRO\yiWPpUWpVDKR]]iWDUWR]yWHUKHOpVW~J\NHOOPHJYiODV]WDQLKRJ\DOHQ\RPDWiWPpUMH 0,5 D < d < 0,6 D legyen. $YL]VJiODWLWHUKHOpVWDWHUKHOpVLWpQ\H].pVDJRO\yiWPpUI JJYpQ\pEHQKDWiUR]]iNPHJ. ' F = [ 1] 010 illetve F = K D [kp] A K WHUKHOpVL WpQ\H] dimenziója N/mm, (illetve kp/mm ) amelynek értékeit a szokásos DQ\DJPLQVpJHNHVHWpEHQD7iEOi]DWIRJODOMD VV]H A %ULQHOONHPpQ\VpJQHPI JJHWOHQD]DONDOPD]RWWWHUKHOHUWOMeyer mérései szerint egy PHJKDWiUR]RWW iwppum& JRO\yW N O QE ] QDJ\ViJ~ HUYHO EHQ\RPYD D] DQ\DJED QHP mindig ugyanazt a HB értéket kapjuk. Ezt fejezi ki a róla elnevezett hatványtörvény, amely V]HULQWDWHUKHOHUpVDOHQ\RPDWiWPpUMHN ] WWD] F = a d n összefüggés áll fenn. Az a és ndq\djmhoohp]n$]npuwpnhd]dq\djplqvpjwoi JJHQpVN ] WWYiOWR]LN Ha az n = középértéket vesszük és ezt a hatványtörvénybe helyettesítjük, kapjuk, hogy = ) D 8

Beírva a fenti kifejezést összefüggést a Brinell-keménység számításának összefüggésébe +% = ' π 010 ) ) (' ' ) D DyLN DPLEO Q\LOYiQYDOy KRJ\ ) puwpnh QHP HVLN NL WHKiW D NHPpQ\VpJ puwpnh D] HU puwpnpwolvi JJHB = f(f)h]puwnhoodyl]vjiodwddwdlwsrqwrvdqhotuql $ WHUKHOpVL WpQ\H] puwpnhl N O QE ] DQ\DJRNUD. táblázat *RO\yiWPpU Terhelés F [N] (F=KxD, kp) D (mm) K=30 K=10 K=5 K=,5 K=1 10 9430 (3000) 9800 (1000) 4900 (500) 450 (50) 980 (100) 5 7355 (750) 450 (50) 15 (15) 613 (6,5) 45 (5),5 1840 (187,5) 613 (6,5) 306,5 (31,) 153, (15,6) 61,6 (6,) 1176 (10) 39 (40) 196 (0) 98 (10) 39, (4) 1 94 (30) 98 (10) 49 (5) 4,5 (,5) 9,8 (1) Vizsgálható anyagok acél, nagyszilárdságú ötvözetek, öntöttvas réz, nikkel és ötvözeteik Alumínium, magnézium és ötvözeteik Csapágyötvözetek ón, ólom HB-keménység 96... 450 3... 00 16... 100 8... 50 3,... 0 A %ULQHOOYL]VJiODW HUHPpQ\pW D NtVpUOHW LWDUWDPD LV EHIRO\iVROMD (QQHN RND D] KRJ\ PLQHQ PDUDy DODNYiOWR]iVQiO D] DODNYiOWR]iV FVDN HJ\ EL]RQ\RV L XWiQ MXW Q\XJDOPL ioodsrwed(]d]ldqqiou YLHEEPLQpOODVVDEEDQIRO\WOHDWHUKHOpV$%ULQHOOYL]VJiODWQiO a WHUKHOHUW UyO VHF DODWW Q YHOM N IHO D YL]VJiODWQDN PHJIHOHO puwpnhnuh PDM D WHUKHOpVWPpJHJ\LHLJUDMWDWDUWMXNDYL]VJiODWLDUDERQ(]D]LD]DQ\DJNHPpQ\VpJpQHN I JJYpQ\HPLQpONHPpQ\HEED]DQ\DJD]LDQQiONLVHEE$V]RNiVRVpUWpNHN acél anyagnál 15 sec alumínium és réz ötvözetei 30 sec szín alumínium, réz 10 sec ólom, ón és ötvözetei 180 sec. $] HO]NEO N YHWNH]LN KRJ\ D YL]VJiODW IHOWpWHOHLQHN PHJDiViKR] KiURP DDW NHOO D WHUKHOHUQDJ\ViJDDJRO\yiWPpUMHpVD]LWDUWDPDPtJDPD[LPiOLVWHUKHOHUUDMWDYROW D DUDERQ &VDN D]RN D NHPpQ\VpJPpUpVHN DQDN HJ\PiVVDO WHOMHVHQ VV]HPpUKHW puwpnhw amelyeknél ez a három adat ugyanaz. 9

.. Vickers keménység mérése A %ULQHOONHPpQ\VpJPpUpV KLEiMD KRJ\ D JRO\y iwppumpwo pv D WHUKHOpVWO I JJ D +% nagysága és így nem ad eléggé jól összehasonlítható értékeket. Ezen kívül nagyobb NHPpQ\VpJ&DQ\DJRNPpUpVpUHDJRO\yWRU]XOiVDPLDWWQHPDONDOPDV A Vickers-keménységmérés részben kiküszöböli a Brinell-vizsgálat hibáit: szúrószerszáma gyémántból készül és így a legkeményebb anyagok vizsgálatára alkalmas, DV]HUV]iPpVD]DONDOPD]RWWWHUKHOpVRO\DQNLFVLKRJ\DOLJpV]UHYHKHWQ\RPRW hagy, ezért legtöbbször kész tárgyak is károsodás nélkül vizsgálhatók, a kis terhelés miatt nem töri át a vékony kérget, tehát cementált felületek NHPpQ\VpJHLVPHJPpUKHWYHOH DOHQ\RPDWIHO OHWHDUiQ\RVD]HUYHOpVtJ\D]DONDOPD]RWWWHUKHOpV±EL]RQ\RV határok között nem befolyásolhatja a mért keménységi értéket. A 100 300 N N ] WW N O QE ] WHUKHOpVVHO PpUW 9LFNHUV NHPpQ\VpJHN +9 HJ\PiV N ] WW összehasonlíthatók. A Vickers keménységméréshez használt szúrószerszámot úgy alakították ki, hogy a vele mért NHPpQ\VpJpUWpNHN D OHKHWVpJ V]HULQW HJ\H]]HQHN PHJ D YL]VJiOW DUDE %ULQHOO keménységével. A Brinell golyó lenyomata 0,5 D d ' puwpn& PLQW OHJJ\DNRULEE értéket a középértéket d = 0,375 D véve számításba, a gömbhöz a lenyomati kör mentén szerkesztett négyzet alapú gúla lapszöge 136 o nak adódik (3.a ábra) A Vickers keménységmérés szúrószerszáma egy olyan négyzetalapú egyenes gyémánt gúla, amelynek lapszöge 136 o. Vickers-keménységen a %ULQHOONHPpQ\VpJIRJDOPiKR]KDVRQOyDQDWHUKHOHUpVDJ~ODDODN~ lenyomat felületének viszonyát értjük. ) +9 = 6 $OHQ\RPDWIHO OHWHDiEUDDODSMiQD]$%&KiURPV] JEO D P = VLQα ezzel D P 4 D D D 6 = 4 = = = VLQα VLQα VLQα A gyakorlatban azért nem a, hanem d értékével számolunk, mert a lenyomat oldalélek metszéspontja a kivetített képen határozottabban látszik, mint maga az oldal és így d SRQWRVDEEDQ PpUKHW $]puw KRJ\ D] DQ\DJ HVHWOHJHV anizotrópiája a mérés eredményét nem befolyásolja, az HJ\PiVUDPHUOHJHVd 1 és d átlót mérjük és d ezek számtani közepe: 1 + =. ábra A Vickers lenyomat felülete 10

3. a ábra 3. b ábra A Vickers-gyémánt lapszögének A Vickers-keménységmérés lenyomatának megállapítása geometriai alakja $](')KiURPV] JEOd = a adja meg a és d között a kapcsolatot:. o így 6 = VLQ68 R = 1854 ËJ\ D WHUKHOHUW N-ban, dw PPEHQ PpUYH pv EL]WRVtWYD KRJ\ D PpUV]iP PHJHJ\H]]HQ D korábban kp/mm -ben megadott értékkel ) 1854 010 ) 0189 ) +9 = = = 6 A Vickers keménységet a keménység számértékével és HVEHW&NNHONHOOMHO OQLKDDWHUKHOpV 1NSpVDWHUKHOpVLLVHF A lenyomat átlóit 0 PP SRQWRVViJJDO NHOO PpUQL $ YL]VJiODWKR] D IHO OHWHW HONHOO készíteni. A felület simaságának olyannak kell lennie, hogy a megmunkálási barázdák a OHROYDViV SRQWRVViJiW QH URQWViN.LV WHUKHOpV& YL]VJiODWQiO D SRQWRV PpUpV puhnpehq D IHO OHWHWW NU VtWHQLNHOO$]HONpV]tWpVVRUiQLQWHQ]tYK&WpVVHODNDiO\R]]XNPHJKRJ\D darab felmelegedjen és ezáltal keménysége megváltozzon. A Vickers keménységmérést görbe felületnél is lehet alkalmazni, de a görbültség függvényében mért értéket korrigálni kell. A gyakorlatban a HV értékét nem számoljuk, hanem táblázatból olvassuk ki az FHUpVDd méret függvényében. A Vickers-féle keménységmérés sokkal vékonyabb anyagok esetén is használható, mint a Brinell keménységmérés. A vizsgált lemezvastagságot csupán az korlátozza, hogy a vizsgált réteg vastagságának nagyobbnak kell lenni, mint a lenyomat átlójának másfélszerese. (]HQ HOMiUiV HJ\HWOHQ KiWUiQ\D D UHODWtYH KRVV]~ PpUpVL L N YHWNH]pVNpSSHQ tömeggyártásnál nem használható. Általában laboratóriumi, a legpontosabb mérési eljárásnak tekintik. 11

.3. Rockwell keménység mérése A 9LFNHUVIpOHNHPpQ\VpJPpUpVQHNVRNHOQ\HPHOOHWWKiWUiQ\DD]KRJ\QHPHOpJJpJ\RUVD gyártó-sorba iktatott tömeges keménységmérésre nem alkalmas. Erre a célra a Rockwell-féle NHPpQ\VpJPpUHOMiUiVWROJR]WiNNLPHO\QHNV]~UyV]HUV]iPDYDJ\J\pPiQWEyONpV] OWN U alapú egyenes kúp, 10 o -os kúpszöggel, vagy edzett acélgolyó (850 HV 10) amelynek iwppumh PP LOOHWYH SRQWRVDQ DQJRO K YHO\N $ NHPpQ\VpJ PpUV]iPD D V]~UyV]HUV]iPEHPpO\HpVpQHNI JJYpQ\HpVHJ\PpUyUiQiOWDOiEDQN ]YHWOHQ OHOROYDVKDWy $V]~UyV]HUV]iPQDNPHJIHOHOHQDNHPpQ\VpJPpUV]iPRN - kúpalakú szerszám esetén HRC és HRA - golyó alakú szerszámnál HRB. A Rockwell féle keménységmérési eljárások 3. táblázat Szúrótest Rockwell C HRC Rockwell A HRA 10 o RVFV~FVV] J&J\pPiQWN~S Rockwell B HRB 1/16" (1,5875 mm) iwppum&dfpojro\y (OWHUKHOpV F o 98 N (10 kp) )WHUKHOpV ) 1 1373 N, (140 kp) 490 N, (50 kp) 883 N, (90 kp) Teljes terhelés F = F o + F 1 1471 N (150 kp) 588 N (60 kp) 980 N (100 kp) A keménység PpUV]iPi nak meghatározása H 100 000 H 130 000 A Rockwell-féle keménységmérés menetét a 4D ieud PXWDWMD (OV] U D PpUHQ WiUJ\ felületét a gyémántcsúccsal érintkezésbe hozzuk, majd F 0 1NSHOWHUKHOpVWDXQN rá, ennek hatására a gyémántcsúcs h o (mm) mélyen benyomódik a tárgy felületébe. Ennek a EHQ\RPyiVQDN D] D FpOMD KRJ\ D IHO OHWL HJ\HQOWOHQVpJHNHW NLN V] E OMH D NHPpQ\VpJ puwpnpqhn PHJKDWiUR]iViEDQ QLQFV V]HUHSH H]pUW D EHQ\RPyiV PpUpVpUH V]ROJiOy PpUyUD VNiOiMiQDNSRQWMiWDPXWDWyKR]IRUtWMXND]D]DPpUyUiWQXOOi]]XN(]XWiQUiDMXND]) 1 = 1 NS IWHUKHOpVW PLUH D J\pPiQWFV~FV h 1 (mm) mélyen benyomódik és ezzel HJ\ WWDPpUyUDPXWDWyMDPHJIHOHOHQHOIRUXO A terhelést fokozatosan 6 sec alatt növeljük a maximumra és 30 sec-ig rajta tartjuk a darabon. VHF XWiQ OHYHVV] N D IWHUKHOpVW PLUH D FV~FV D UXJDOPDV EHQ\RPyiV puwpnpyho h r ) megemelkedik és az óra mutatója ennek arányában visszafordul. Ekkor leolvassuk az órán a h m mm maradandó benyomódás mértékét. Ezt a benyomódást Rockwell egységekben fejezzük ki K P H = 000 1

Az így kapott számot levonjuk 100-ból. Azért kell így kifejezni a HRC keménységét, hogy DQQDNQ YHNHpVpYHOQ YHNYpUWpNHNHWNDSMXQN+DDEHQ\RPyiVWHOIRJDQiQNN ]YHWOHQ O PpUV]iPQDNDOiJ\DEEDQ\DJRNDWMHOOHPH]QpNQDJ\REEV]iPRN(]HNV]HULQW HRC = 100 - e $ PHJYiODV]WiVD QHP]HWN ]L PHJiOODSRiV HUHPpQ\H ËJ\ D] HOPpOHWLOHJ HONpS]HOKHW DEV]RO~WNHPpQ\DQ\DJ+5&NHPpQ\VpJ&D]D]H.HPpQ\VpJPpUpVUH KDV]QiOMXN PpJ D +5$ PpUV]iPRW (] D PpUpV FVDN DQQ\LEDQ N O QE ]LND+5&PpUpVWOKRJ\DIWHUKHOpVpUWpNH) 1 = 490N (50 kp). 4.a. ábra 4.b ábra A Rockwell C (HRC) keménységmérés menete A Rockwell B keménységmérés menete A HRB mérésénél gyémántkúp helyett 1 PP DQJRO K YHO\N iwppum&jro\yd szúró-szerszám. A mérés menete ugyanaz, mint a +5&QpO$]HOWpUpVHNDN YHWNH]N DIWHUKHOpV) 1 = 883 N (90 kp), vagyis az összterhelés F = F o + F 1 = 98 N (100 kp). DPpUV]iPNLV]iPtWiVDSHLJD HRB = 130 e összefüggéssel történik. Ahol e az HOEELHNEHQPHJKDWiUR]RWWpUWpNEiEUD $ PpUpV J\RUVtWiVD puhnpehq D PpUyUD V]iPODSMiUD D EHQ\RPyiV KHO\HWW D] DQQDN PHJIHOHOHRC, HRB, illetve HRApUWpNpWYLV]LNIHOtJ\D]yUiQPpUVNiODYDQ$PpUpVL PyV]HUQHNPHJIHOHOVNiOiUyODNHPpQ\VpJpUWpNHN ]YHWOHQ OOHROYDVKDWy A Brinell, Vickers és a Rockwell-keménység értékei nem számíthatók át egymásba, csak összehasonlíthatók..4. Szuper - Rockwell keménységmérés Vékony darabok (lemezek, szalagok) edzett kérgek felületi keménységét Rockwell-eljárással a YLV]RQ\ODJQDJ\WHUKHOHUNPLDWWQHPOHKHWPpUQL,O\HQPpUpVUHIHMOHV]WHWWpNNLD6]XSHU 5RFNZHOONHPpQ\VpJPpUHOMiUiVW 13

A mérés a Rockwell-eljárás elve szerint történik, csak a terhelési értékek mások. Az HOWHUKHOpV F o = 91NS+iURPIpOHIWHUKHOpVWDONDOPD]KDWXQNH]HN F 1 = 117,8 N (1 kp); 65 N (7 kp); vagy 41 N (4 kp). A szuper-rockwell egység 0,001 mm. Méréshez a korábban már megismert gyémántkúp, vagy acélgolyó szúrószerszámot használunk. A V]XSHU5RFNZHOONHPpQ\VpJ PpUV]iPiQDN jele kúp alakú szúró-szerszámmal HR 15 N; HR 30 N; HR 45 N aszerint, hogy az összes terhelés 147 N (15 kp); 94 N (30 kp); vagy 441,5 N (45 kp). Illetve golyó alakú szúrószerszám esetén HR 15 T; HR 30 T; HR 45 T. $PpUV]iPpUWpNHPLQNpWHVHWEHQXJ\DQ~J\V]iPRODQypl: HR 15 N = 100-e; HR 15 T = 100-e. Ezek szerint HR 30 N 60 azt jelenti, hogy gyémánt kúp szurószerszámmal 94 N (30 kp) összterheléssel mérve a V]XSHU5RFNZHOONHPpQ\VpJPpUV]iPD $PpUEHUHQH]pVD5RFNZHOOPpUEHUHQH]pVHOYpQpS OIHO$IWHUKHOpVWVHFDODWWQ YHOL 0-ról a maximumra és 30 sec-ig tartja rajta a munkadarabon. A mérés gyorsítása érdekében a PpUyUDVNiOiMiQLWWLVDNHPpQ\VpJPpUV]iPDYDQtJ\D]D]RQQDOOHROYDVKDWy.5. Egyéb eljárások, követelmények egyéb anyagok dinamikus vizsgálat $ V]~Uy NHPpQ\VpJPpU HOMiUiVRNQiO LV W UWpQW PyRVtWiV YDJ\ D WHUKHOHU YDJ\ D szerszámgeometria szempontjából, így a) Vickersnél: $WHUKHOHUtekintetébeen: vas és acél 49 980 N (5-100 kp) réz és ötvözetei 4,5 490 N (,5 50 kp) alumínium és ötvözetei 9,8 980 N (1-100 kp) A Mayer-féle hatványtörvényt itt is érvényesnek találták (F = a d n ), így a Vickers összefüggés HV = 1,854 d F Q D Q esetén; a +9 = = 1 854 D formára alakul; illetve HV = 0,189 a d n- KDDWHUKHOHUWN-ban értelmezzük. Mivel az anyagok többségére az n ~ értéket fogadták el, így a HV-t függetlennek WHNLQWHWWpNDWHUKHOpVEO±PHO\QHNpUWpNHLJHQV]pOHVWDUWRPiQ\EDQYiOWR]KDWRWW 14

Mikrokeménység Vickers szerint Az un. mikro eljárással az anyagokból erre a célra készített csiszolatokon, az anyag V] YHWV]HUNH]HWpQHN VV]HWHYLQHN YDJ\ HJ\HV Ii]LVDLQDN NHPpQ\VpJpUWpNHLW KDWiUR] KDWMXNPHJ$]HOMiUiVWD]DONDOPD]RWWNLVWHUKHOHUNPLDWWV]RNiVNLVWHUKHOpV&Vickers módszernek is nevezi. A PLNURNHPpQ\VpJPpUP&V]HU HJ\ PpUPLNURV]NyS (J\LN YiOWR]DWiQiO D V]HUHV QDJ\tWiV~ REMHNWtY N OV OHQFVpMpQHN N ]HSpQ,8 mm átlójú Vickers gyémánt van U J]tWYH$ OHQ\RPDWiWOyNDW D] RNXOiUED EHpStWHWW PpUVNiOD VHJtWVpJpYHO KDWiUR]KDWMXN meg. A mérést úgy végzik, hogy a kiválasztott szemcsét a tárgyasztal mozgatásával az objektív szál-keresztjébe állítják, majd az élesre állító csavart a választott terhelésnek PHJIHOHO VNiODRV]WiVLJ FVDYDUYD D J\pPiQWFV~FVRW EHOHQ\RPMiN D V]HPFVpEH $ OHQ\RPDW iwoylw D WHUKHOpV PHJV] QWHWpVH XWiQ OHPpULN PDM ± D P&V]HUKH] PHOOpNHOW táblázatból kikeresik a mért átlóhoz tartozó keménységértékeket. A gyakorlatban a mikro-vickers eljárásnál az alábbi terhelési értékek szokásosak: F = 5; 10; 0; 40; 65; 80; 100; (p) (pond) (esetleg 500 (p)) 0LNUR9LFNHUVHOMiUiVOHIRO\WDWiViQiOILJ\HOHPEHYHHQIEEV]HPSRQWRND]DOiEELDN $ YL]VJiODWKR] PLNURV]NySRV YL]VJiODWUD DONDOPDV SROtUR]RWW pv PHJIHOHOHQ maratott csiszolatokat kell készíteni. $ WHUKHO HU PHJYiODV]WiVD D YL]VJiODWQiO NtYiQW V] YHWV]HUNH]HW Ii]LV PpUHWpWOpVYiUKDWyNHPpQ\VpJpWO±OHQ\RPDWPpUHWWO±I JJÈOWDOiQRVV]DEiO\ nincs. A kis relatív hiba érdekében a nagyobb lenyomat elérésére kell törekedni. Tájékoztatásul: a fémeknek és szilárdoldataiknak keménysége pl: acélban a ferrité 100-00 HVM, a vegyületfázisoké, pl: a karbidoké, nitrideké 1000 HVM körüli érték. A mikrokeménység-méréssel mért értékek mintegy 10 %-al nagyobbak, a makro- 9LFNHUV WHUKHOpVVHO PpUW PpUWpNHNQpO D NLV WHUKHOpVHNQpO IHOOpS UHODWtYH nagyobb rugalmas deformáció következtében, illetve szövetszerkezeti hatások miatt). $ NHPpQ\VpJ PpUWpNH PpUV]iP iowdoiedq LJ KDV]QiODWRV KiURP YDJ\ QpJ\MHJ\&V]iPP J WWH+90WHUKHOHUp)EDQWHUKHOpVLLV-ban. )EE DONDOPD]iVL WHU OHWH YpNRQ\ OHPH]HQ IyOLiNRQ WHUPRNpPLDL HOMiUiVVDO IHO OHWL H]pVVHO YDJ\ HJ\pE PyRQ HOiOOtWRWW IHO OHWL UpWHJHNHQ LOOHWYH szövetelemeken végzett vizsgálatok. Mikro-Vickers módosított gúla alakkal: Legelterjedtebb változata a Knopp-féle módszer, amelynek szúrószerszáma gyémántgúla. A szúrószerszám alapterülete a Mikro-Vickers eljárásnál alkalmazott 0,8 (mm) átlójú, gyémánt-gúláéval megegyezik. A különbség, hogy a lenyomat IHO OQp]HWEHQ QHP QpJ\]HW KDQHP URPEXV] pv D] iwoyn PpUHWH N ] WW MHOHQWV különbség van. Az ilyen, nyújtott rombusz alapú gúla kialakítását a heterogén 15

szövetszerkezet pl: az eutektikum fázisainak jobb vizsgálhatósága indokolja. Az F terheléshez tartozó táblázatból a keménység értéke kiolvasható. b) Brinellnél: A 40 és 900 o C közötti vizsgálatoknál 10 o &LJYLOODPRVI&WpVVHOPHOHJtWHWWRODMHI O WW VyI UEL]WRVtWMDDKPpUVpNOHWHW$I UWDEHOHKHO\H]HWWSUyEDWHVWWHOPpUHOHPPHOpV PpUHOHPWDUWyYDO HJ\ WW NHOO IHOPHOHJtWHQL $] LQWHQ]tY R[LiFLy VHPOHJHV Ji]EDQ pv YiNXXPEDQ LV HONHU OKHW $RWW KPpUVpNOHWHQ D WHUKHOpVL L PLQ VHF H D OHQ\RPDWPpUHWpWV]REDKPpUVpNOHWHQNHOOPpUQL,01 mm pontossággal. Ha a vizsgálati KPpUVpNOHWHQ V] YHWV]HUNH]HWL YiOWR]iV iooqd EH DNNRU D SUyEDWHVWHW H]HQ D KPpUVpNOHWHQ PHJ NHOO HUHV]WHQL $ VLNHUHV PpUpVKH] IRQWRV D DUDE PpUHWpQHN JRQRV figyelembevétele. c) Egyéb anyagok: N ] O ± IRQWRVViJD PLDWW FpOV]HU& NLHPHOQL D P&DQ\DJRN NHPpQ\VpJ vizsgálatát. $ P&DQ\DJRN UXJDOPDV YLVV]DDODNXOiViUD YDOy WHNLQWHWWHO D] DRWW WHUKHOpV KDWiViUD EHN YHWNH] EHQ\RPyiVW D terhelés alatt kell meghatározni. A módszer leginkább a %ULQHOOYL]VJiODWUDKDVRQOtWDEHQ\RPyyPpUWHVWPPiWPpUM&DFpOJRO\y $OHJDOiEEPPYDVWDJViJ~SUyEDWHVWHOWHUKHOpVH1PDMDPpUyUiWQXOOi]YDD] alapterhelést kell biztosítani 30 sec-on keresztül. A vizsgálóterhelések: 49 N; 13 1 1 pv 1 puwpn&hn OHKHWQHN ÒJ\ NHOO megválasztani, hogy a golyó benyomódásának mélysége 30 sec után 0,15 0,35 mm közötti legyen. Ha 30 sec után a h értéke a fenti tartományon kívül esik, akkor a terhelést úgy kell változtatni, hogy a feltétel teljesüljön. A keménység számítható: ) +. = ' π K összefüggéssel, vagy táblázatból (MSZ 141 : 1988 -es Függelék) d) Dinamikus keménységmérés $]HOMiUiVRNFVDNDYpJUHKDMWiVXNPyV]HUHWHNLQWHWpEHQLQDPLNXVDNDNDSRWWPpUV]iP VWDWLNXVDQ\DJMHOOHP] 6]~UyV]HUV]iPPDOPpULQDPLNXVNHPpQ\VpJPpUpV Ebben a csoportban a legáltalánosabban elterjedt a Brinell-eljáráson alapuló Poldi-féle vizsgálati módszer. (OVVRUEDQ VV]HKDVRQOtWy PpUpVHNUH YDV pv nemvas fémek és ötvözeteik vizsgálatára alkalmas, de korlátozott pontossággal használják abszolút keménységértékek meghatározására is. A mérés fizikai elve teljes egészében megegyezik a hagyományos Brinelleljárásnál bemutatottakkal. A Poldi-féle vizsgáló szerszám (Poldi-kalapács) golyótartójában D = PPiWPpUM&JRO\yYDQOD]iQLOOHV]WYHIHOHWWHHJ\LVPHUWNHPpQ\VpJ&HWDORQÄQ MHO& próbatest helyezkedik el. $ YL]VJiOy JRO\y DODWW HOKHO\H]NH WiUJ\ LOOHWYH D NpV] OpNEHQ OpY ± YL]VJiODW HOWW PHJIHOHOHQ SR]LFLRQiOW ± HWDORQ XJ\DQD]RQ N OV WHUKHO HU KDWiViUD EHN YHWNH] deformációjából számolható az ismeretlen test keménysége. 16

$] HOPpOHWL OHYH]HWpV PHOO]pVpYHO YpJHUHPpQ\NpQW NDSMXN KRJ\ D] LVPHUHWOHQ WiUJ\ keménysége, valamint az etalon keménysége közötti arány +%Q [ = +%[ Q HBn: az alkalmazott etalon keménysége, HBx: vizsgált tárgy keménysége. dx: OHQ\RPDWiWPpUD]LVPHUHWOHQNHPpQ\VpJ&WiUJ\RQ dn: OHQ\RPDWiWPpUD]HWDORnon. 6]~UyV]HUV]iPPDO YpJ]HWW LQDPLNXV NHPpQ\VpJPpUpV OHIRO\WDWiViQDN IEE V]HPSRQWMDL D] alábbiak: a dx/dn viszony 0,5 értéknél kisebb tartományba essék, DYL]VJiODWWDONDSRWWHUHPpQ\HNDWHUKHOHUWOI JJHWOHQHN D OHQ\RPDWpWPpUNHW NpW HJ\PiVUD PHUOHJHV LUiQ\EDQ PpUW OHQ\RPDWiWPpU átlagából kell meghatározni, D] HOMiUiV HOVOHJHV WHU OHWH D] VV]HKDVRQOtWiV D]RQEDQ KDV]QiODWRV DEV]RO~W PpUV]iP~LVDEEDQD]HVHWEHQKDDWiUJ\PpUHWHLPiVODERUDWyULXPLYL]VJiODWRW QHPWHV]QHNOHKHWYp a vizsgált tárgy méreteivel a vizsgáltat körülményeivel kapcsolatban az alábbiak betartása szükséges: ¾ a vizsgált tárgyon keletkezett lenyomat annak hátoldalán nem hagyhat Q\RPRWYpNRQ\OHPH]HNYL]VJiODWDQHPYpJH]KHWH]]HOD]HOMiUiVVDO ¾ DYL]VJiOWWiUJ\W PHJpQHNPHJIHOHOHQQDJ\QDNNHOOOHQQLHDKKR]KRJ\ DOHQ\RPDWpUWpNHOKHWOHJ\HQ ¾ ha a vizsgált tárgy felületére helyezett vizsgáló szerszám eltér a PHUOHJHVWOMHOHQWVDPpUpVLKLED.6. Néhány megjegyzés a hagyományos módszerekhez %iupho\lnpyv]huqpoihophu ODNpUpVKRJ\DV]HUV]iPEHKDWROiVDVRUiQDPpUHQDQ\DJ egy része rövidtávú alakváltozás során kisajtolódik és különösen lágy anyagoknál a nyom N U OLIHOEROWR]yiVMHOHQWVPpUWpN& rigovics vizsgálata a kidudorodás PpUWpNpWJRO\yYDOW UWpQNHPpQ\VpJPpUpV 1 esetén. Meghatározta a Meyer-féle hatványtörvény (F = a d n ) n NLWHYMpW pv 4 5 kapcsolatot talált nnlwhypvdnlxruriv 7 3 között. Ezt foglalja össze az 5. ábra. n,6,4,,0-30 -0-10 0 +10 +0 +30 % 6 8 9 11 10 1 5. ábra Az QNLWHYpVDNLXRURiV kapcsolata (A vizsgált anyagok: 1 réz; réz, hengerlés és 900 o C-os hevítés után; 3 réz, 600 o C-os hevítés után; 4 magnézium, lágyítva; 5 alumínium; 6 lágyacél; 7 13-as acél; 8 közepes széntartalmú szénacél edzés és megeresztés után; 9 vulkanit; 10 réz, alakítva (0 %); 11 réz, alakítva (75 %), 1 alumínium hidegen alakítva). 17

úla benyomódása esetén a legnagyobb deformáció az oldal közepénél, a legkisebb a szerszám élei mentén adódik, ezért a gúla-alakú benyomódás vetülete nem egy síkban fekszik.. O QE ] NHPpQ\VpJ& pvalakítottsági fokú anyagoknál a lenyomat zyho MHOOHPH]KHW mértékben torzul. D D D 6. ábra A Vickers lenyomat torzulása ] z=0 1DJ\PpUWpN&WRU]XOiVHVHWpQDYHW OHWYDOyLWHU OHWpQHNPHJiOODStWiViKR]NLNHOOpUWpNHOQLD J UE OHW WHU OHWQ YHO YDJ\ FV NNHQW KDWiViW $ NRQW~UW SDUDERODNpQW puwhoph]yh D felületnövekmény: 6 = D ] 3 A benyomódás tényleges vetületének területe: ) WpQ\OYHW OHW = + 4 D ] 3 Bevezetve a viszonylagos oldalgörbület z/a fogalmát és kifejezve az a oldalt a d átlóval, adódik: 8 D 8 ] ) WpQ\OYHW OHW = + D ] = + D 3 D 3 D D = KHO\HWWHVtWpVVHO 8 ] ] ) WY = 1+ = 1+ 67 3 D D Ha Z/a = 0 (z=0), akkor a H tényl.vetületei = H vetületi számított. %ULQHOOQpO D] HOWpUpV D QDJ\REE WHUKHOHU PLDWW MHOHQWV (]W EL]RQ\tWMD D ieuiq OiWKDWy Brinell lenyomat átfogója mentén letapogatott képe. Eredetileg a Brinell mérés is a HB = F/Dπh alapján határozza meg a keménységet, de amikor a feladatot a h mérését NLN V] E OHQ ± YLVV]DYH]HWL d PpUpVUH D NLXRURiVEyO HUH KLED D NHPpQ\VpJL puwpn gyakorlati meghatározásában bennmarad. Vickers mérésnél a terhelés lényegesen kisebb, a kidudorodás azonban arányaiban hasonló, mint ahogy azt a 8. ábra szemlélteti. 7. ábra A Brinell lenyomat (1840/,5/30 ) geometriája 18

K YDOyL K YDOyL PpUW 8. ábra A lenyomatok mért és valódi mérete PpUW YDOyL YDOyL (UHOPR]XOiVPpUpVpQDODSXOyHOMiUiVRN A keménység önmagában fizikailag nem teljesen megalapozott mennyiség, hisz általában egy DRWWHUiOWDOOpWUHKR]RWWOHQ\RPDWIHO OHWH]]HODUiQ\RVPpO\VpJKiQ\DRViWMHOHQWLD]D]KD D]RQRVHUDRWWV]~UyV]HUV]iPPDOD]RQRVOHQ\RPDWPpO\VpJHWKR]OpWUHDNNRUDNHPpQ\VpJ D]RQRV (]W D YpJOHJHV PpO\VpJHW D]RQEDQ D] HU Q YHNHpVH VRUiQ D OHJN O QE ]EE függvény szerint értheti el. Ennek alapján tehát azt mondjuk, hogy a szúrószerszám EHKDWROiViUD D] DQ\DJ WXODMRQViJDLQ NHUHV]W O D] VV]HWDUWy HU EHQ\RPyiV J UEpYHO válaszol. Ennek jellegét szemlélteti a 9.ábra. F [N] 1 9. ábra -HOOHJ]HWHVHUEHQ\RPyiVLDJUDP A 0-1 illetve 1-3 görbeívek tükrözik az anyagok viselkedését, azaz ezek paraméterei az anyagok tulajdonságainak hordozói, tehát ezeknek kapcsolatban kell lenni egyéb, ugyancsak szilárdsági és alakváltozási 0 3 h [mm] MHOOHP]NNHO$iEUiQV]HUHSOLDJUDPD]HUpVD] HOPR]XOiVYLOODPRV~WRQ W UWpQ PpUpVpYHO IHOYHKHW $] DQ\DJL WXODMRQViJRNDW KRUR]y J UEHtYHN SDUDPpWHUHL HJ\V]HU& PDWHPDWLNDL módszerekkel számíthatók és felhasználásával az anyagok szilárdsági és alakváltozási MHOOHP]L HOUH NLROJR]RWW NRUUHOiFLyV UHQV]HUHN VV]HI JJpVHN IHOKDV]QiOiViYDO EHFV OKHWN.LHPHOWMHOHQWVpJ&OHKHWHPyV]HUSOKHJHV]WHWWN WpVHNUHQNtY OKHWHURJpQ KKDWiV YH]HWpEHQDWXODMRQViJRNEHFVOpVpQpOKLV]HNNRUYDOyEDQHJ\LJHQNLVN UQ\H]HWUH MHOOHP]WXODMRQViJHOHP]pVpUHQ\tOLNOHKHWVpJ 3.1. Módosított szerszámgeometria alkalmazása $ PpUWHVW JHRPHWULDL PHJYiOWR]iViEyO LQXO NL Brunner és Schimmer [1], nevezetesen forgási SDUDERORL DODN~ D PpUWHVW PHO\QHN EHKDWROiViW IRO\DPDWRVDQ Q YHNY WHUKHOpV EL]WRVtWMD0pUUHQV]HUVHJtWVpJpYHOPpULDEHKDWROiVLPpO\VpJHWpVPpUWHVWUHMXWyWHUKHOpVW 19

$ PpUWHVWHW WHUKHOYH OLQHiULV HUQ YHNHpVW WDSDV]WDOWDN.ábra); az egyenesek szöge MHOOHP]YROWD]DQ\DJRNNHPpQ\VpJpUH F [N] 00 ieud1pkiq\dq\djplqvpjhuehq\rpyivl mélység görbéje acél 100 réz alumínium 0 0,1 0, h [mm] $WHUKHOHUWpVDEHQ\RPyiVLPpO\VpJHWDiEUD szerinti F p = f (y) karakterisztika határolta (F = 00-1000 y), így bármely anyag mérési folyamata csak DLJ WDUW PtJ D] HU pv D EHQ\RPyiV puwpnh PHJ nem felel az egyenletnek. F [N] 00 100 ieud$]hupvdehq\rpyivlppo\vpj határa 0 0,1 0, h [mm] $NHPpQ\VpJLPpUV]iPRWD]HUpVDEHQ\RPyiVLPpO\VpJYLV]RQ\DDMD +: V]LO = ) \ értéke a 0 és között bármilyen lehet. (1. ábra). S \ HW 600 300 1. ábra $NHPpQ\VpJLPpUV]iPDEHQ\RPyiV függvényében 0 0,1 0, h [mm] 0

Vizsgálataik alapján megadják, hogy hogyan felel meg az általunk javasolt HW szil és HV 10 egymásnak (13. ábra) HW 600 300 13. ábra $NHPpQ\VpJLPpUV]iPpV+9 függvényében megfelelése 0 500 1000 HV10 A görbe alapján számítható megfelelés: HV szil = 1,9865 HV 10 0,8306 $ V]HU]N D KiWUiQ\RNUyO QHP EHV]pOYH HOQ\NpQWHPOtWLNKRJ\ mivel a szerszám gyémánt, minden anyag keménységmérése megvalósítható, a keménységi skála 0-tól -ig tart, PLQHQDQ\DJPLQVpJKH]HJ\HWOHQSUyEDWHVWDONDOPD]KDWy PiVNHPpQ\VpJPpUpVLHOMiUiVRNQiOKDD]DQ\DJUDMHOOHP]n értéke YHODNNRUD NHPpQ\VpJI JJDWHUKHOpVWO Ezen utóbbi megállapításhoz kapcsolódva kell megjegyezni, hogy a paraboloid szerszám JHRPHWULDLMHOOHP]MHQHPLVPHUWQHYH]HWHVHQKRJ\DPpUWHVWHWD] y = x, y = cx, y = x n, vagy y = cx n görbék közül - az y tengely közül megforgatva - melyik eredményezte. 1HP WLV]Wi]RWW KRJ\ D] HUQ YHNHpV PHLJ OLQHiULV YDOyV]tQ& KRJ\ H PLDWW NHOOHWW NRUOiWR]QL D] HUEHQ\RPyiV puwpnhlw D] F p = 00-1000 y (F N-ban, y mm-ben) HJ\HQOHWHNQHNPHJIHOHOHQ 3.. A benyomódási munka elemzésével A szúrószerszám behatolása során a vizsgált anyag által kifejtett ellenállás mértéke valamilyen PpUWpN&NpSOpNHQ\DODNYiOWR]iVLPXQNiYDOMHOOHPH]KHW(QQHNQDJ\ViJDWHUPpV]HWHVHQI JJ DV]~UyV]HUV]iPJHRPHWULiMiWyO(EEODyyDQFpOV]HU&D]HJ\VpJQ\LWpUIRJDWNLVDMWROiViKR] V] NVpJHV PXQNiW D IDMODJRV EHQ\RPyiVL PXQNiW HOHPH]QL N O QE ] V]~UyV]HUV]iPRN esetén. 3..1. A fajlagos benyomódási munka számítása Brinell keménységmérésnél Ha egy DiWPpUM&JRO\yWDYL]VJiODQyDQ\DJEDhPpO\VpJLJIRNR]DWRVDQQ YHNY FHUYHO nyomunk, akkor a végzett munka: : = K 0 ) K 1

A geometriai viszonyok alapján (1. ábra) = K' K $OHQ\RPDWSLOODQDWQ\LiWPpUMHpVDSLOODQDWQ\LWHUKHOHUN ] WWLOHJHJ\V]HU&EENDSFVRODWRW a Meyer-féle F = ad n összefüggés tükrözi, melyben a és n anyagi tulajdonság hordozója. A Meyer-féle összefüggést: és az 1. ábrából kiolvasható geometriai kapcsolatokat is figyelembe véve adódik: K Q : = D K ' K Q Q 0 K ezt kell vonatkoztatni a gömbsüveg alakú kisajtolt térfogatra, melynek nagysága: ' K 9 = π K 3 A fajlagos munkavégzés tehát: D : Z = = 9 elosztva a-val mindkét oldalt: : = 9 D Q K 0 Q K K 0 K Q πk Q πk (' K) ' K ( ) (' K) ' K ( ) 3 3 Q Q egy nsdudppwhu&j UEHVHUHJHJ\HQOHWpWNDSMXN Ha n = ; akkor K K : 0 = 9 D π K (' K) ' K ( ) K 4 0 = π K 3 K K K ('K K ) ' K ( ) K 4 = 3 3 'K K ( ) 3 3 'K K ( ) 3 4 = = 173 π Ez esetben a w puwpnhfvdnd]huq YHNHpVLW UYpQ\aSDUDPpWHUpWOI JJpUWpNH w = 1,73 a Ha n, akkor az (1) összefüggés csupán numerikusan integrálható. Ezt elvégezve - a Brinell mérésnél szokásos D = pvpphvjro\yiwppunqpopvdj\dnruodwedqhoiruxoyn értéknél - kapjuk a 14. 15 W/Va és 16. ábrákon feltüntetett görbesereget. 1.8 1.6 1.4 1. 1 0.8 0.6 0.05 0.1 0.15 0. 0.5 h[mm] (1) 14. ábra A fajlagos benyomódási munka és benyomódási mélység kapcsolata; D =,5 mm-es PpUHOHPQpO

W/Va 1.8 1.6 1.4 1. 1 0.8 0.6 0.05 0.1 0.15 0. 0.5 h[mm] 15. ábra A fajlagos benyomódási munka és a benyomódási mélység kapcsolata; D = 5 mm-es PpUHOHPQpO W/Va 1.8 1.6 1.4 1. 1 0.8 16. ábra A fajlagos benyomódási munka és a benyomódási mélység kapcsolata; D = 10 mm-es PpUHOHPQpO 0.6 h[mm] 0.05 0.1 0.15 0. 0.5 E görbeseregnek három jellegzetessége van: : HJ\UpV]W D IL]LNDL WDUWDOP~QDN WHNLQWKHW MHOHQWVHQ I JJ D 0H\HUIpOH 9 D hatványtörvény nnlwhympwopvdv]rnivrvwhukhohunqpod]dq\djnhppq\vpjpwo : másrészt, ha SOHJ\+% NHPpQ\VpJ&Q NLWHYM&DFpOWYHV] QNDNNRUa 9 D értéke ¾ D =,5 mm esetén kb: 1; ¾ D = 5 mm esetén 1,35 és ¾ D = 10 mm esetén 1,8. (] D PDJ\DUi]DWD DQQDN KRJ\ D N O QE ] SDUDPpWHUHNNHO YpJ]HWW %ULQHOO keménységmérés eredményei egymással nem hasonlíthatók össze, azaz mindig meg kell DQLDJRO\yiWPpUWpVDWHUKHOHUW a harmadik leglényegesebb megállapítás az, hogy a görbesereg minden esetben egy pontban a d = 1,73 PPHV OHQ\RPDWiWPpUQpO PHWV]L HJ\PiVW D] HKKH] WDUWR]y lenyomat-mélységek ¾ D =,5 mm eset én h = 0,1733 mm, ¾ D = 5 mm-nél h = 0,084 mm, míg ¾ D = 10 mm-nél h = 0,0407 mm. 3

(] XWyEEL PHJiOODStWiV D]W MHOHQWL KRJ\ PLQHQ DQ\DJPLQVpJQpO YDQ RO\DQ IDMODJRV EHQ\RPyiVLPXQNDDPHO\DWHUKHOHUWOI JJHWOHQn = 0H\HUIpOHNLWHYM&DQ\DJUDLJD] ennek értéke W = 1,73 a. Ha n DNNRUDWHUKHOHUW~J\NHOOPHJYiODV]WDQLKRJ\d = PPiWPpUM&OHQ\RPDWRWKR]]XQNOpWUHDJRO\yiWPpUMpWOI JJHWOHQ OH]WDMHOHQOHJL gépi berendezések nem tudják megvalósítani.) 3... A fajlagos benyomódási munka számítása Vickers keménységmérésnél A 136 o RV ODSV] J& J\pPiQW J~OD IRNR]DWRVDQ Q YHNY )HUYHO h PpO\VpJLJ W UWpQ benyomása során végzett munka : = K ) K 0 A geometriai viszonyok alapján (17. ábra) E K = WJ68 R = WJ68 R = 700060 7 17. ábra A Vickers keménységmérés geometriai viszonyai : = K 0 Q D7 K Q K Q Q+ 1 D K Q + 1 Az F = ad n alakú Meyer-féle összefüggés és a d = 7 h viszony figyelembevételével: = Q Q D7 1 7 ( Q + ) + 1 Q+ 1 Q+ 1 : = D 7( Q + 1) Ezt gúla alakú kisajtolt térfogatára kell vonatkoztatva: E K K 9 = = = = 3 3 3 7 4 a fajlagos munkavégzés (a -val való osztás után): : D = 9 D ]Q + 1 Q+ 1 3 4 6 = 3 Q + 1 Hasonlóan a Brinell eljáráshoz, itt is egy nsdudppwhu&j UEHVHUHJHJ\HQOHWpWNDSMXN Q () 4

A () összefüggés is azt tükrözi, hogy az egyébként fizikai tartalommal felruházható fajlagos EHQ\RPyiVL PXQND puwpnh DRWW DQ\DJQiO I JJ D OHQ\RPDW iwoymiwyo D]D] D WHUKHOHUWO LOOHWYH iowdoiqrvdeedq PRQYD D PpUpV N U OPpQ\HLWO +D YLV]RQW D 0H\HUIpOH KDWYiQ\NLWHYn = DNNRUDIDMODJRVEHQ\RPyiVLPXQNDDPpUpVN U OPpQ\HLWOI JJHWOHQ értéke w = a. Az (1) és () kifejezésekben természetesen nem azonos az a nagysága, hisz egyik esetben a szúrószerszám golyó, a másik esetben pedig gyémánt gúla. Az a kérdés D]RQEDQMRJRVDQYHWLNIHOKRJ\DIDMODJRVEHQ\RPyiVLPXQNDI JJHDV]~UyV]HUV]iPWyO Ha nem, akkor a HV illetve HB PpUpVUH MHOOHP] a értékek arányára /1,73 = 1,571-et NHOOHQHNDSQLD]DQ\DJRNWyOI JJHWOHQ O+RJ\H]IHQQiOOHYDJ\VHPDUUDDNpVEELHNEHQNHOO visszatérni. A továbbiakban elemezzük a () kifejezést. A Vickers keménységmérésnél az n értéke : biztosan 1,6 = n =,3 tartományba esik. Az adott n értékhez tartozó görbesereget a 9 D ieud HQQHN NLQDJ\tWRWW UpV]pW D ieud V]HPOpOWHWL PHO\EO OiWKDWy KRJ\ LWW N ] V PHWV]pVSRQW QLQFV +D YLV]RQW D N O QE ] n-hez tartozó görbék és az n = -höz tartozó egyenes metszéspontjait meghatározzuk, akkor ez d = 1,38-1,4 mm (0,19 = h = 0,1 mm) intervallumba esik. Ennek alapján tehát azt mondhatjuk, hogy ha d = 1,4 mm-es OHQ\RPDWiWOyWYDJ\H]]HOHJ\HQpUWpN&h = 0, mm-es lenyomat mélységet hozunk létre, akkor olyan mérési feltételeket teremtettünk, hogy a fajlagos benyomódási munka w = a; független a 0H\HUNLWHYWOhasonlóan mint a Brinell mérésnél). $ WRYiEEL IHODDW D +% YDJ\ +9 PpUpVUH MHOOHP] ) Dd n kapcsolat paramétereinek PHJKDWiUR]iVD(]W UWpQKHWYDJ\~J\KRJ\N O QE ]HUYHOOpWUHKR]YDDOHQ\RPDWRWDQQDN iwppumpwieui]romxndwhukhopvi JJYpQ\pEHQDWRYiEELDNEDQRSWLNDLPyV]HUYDJ\SHLJ villamos úton regisztráljuk a 9. ábrán feltüntetett görbét. A gyakorlati igényeket tekintve WHUPpV]HWHVHQH]XWyEELDFpOV]HU&EE(UUHD FpOUD HJ\ EHUHQH]pV OHWWkifejleszve és számos anyag vizsgálatára került sor. W/Va 5 4 3 18. ábra. A fajlagos benyomódási munka és a benyomódási mélység kapcsolata Vickers mérésnél 1 0 0.5 1 1.5.5 3 d[mm 5

W/Va..1 19. ábra. A fajlagos benyomódási munka és a benyomódási mélység kapcsolata Vickers mérésnél (a d=1.-1.6 tartomány kinagyítva) 1.9 1.8 1. 1.3 1.4 1.5 1.6 d[mm] 3$IDMODJRVEHQ\RPyiVLPXQNDpUWpNHLN O QE ]DQ\DJRNQiO $YL]VJiOWOiJ\tWRWWpVN O QE ]PyRQKNH]HOWiOODSRW~DQ\DJRNNHPpQ\VpJH +9 30 = 975 közötti (Cu-E ls DA 10 típusú keményfém). Az alapanyagokhoz heganyagok is társultak, PHO\HNNHPpQ\VpJHD +9 WDUWRPiQ\EDQYDQ$]DQ\DJPLQVpJHNUpV]OHWH]YH Alapanyagok: Cu-E; AlCuMg; AlMgSi 1; Sr60k; Ti; C10; C60; BC3; A50; M1; S10;03; K013; K036; K1; CrV3;60SM1; C60 KNH]HOYH *R KNH]HOYHNHPpQ\IpP.KNH]HOYH1.KNH]HOYH Heganyagok: EB11 (OK48.00); ER1 (OK 46.16); UTP8; UTP683LC; UTP65; UTP630; FoxEV47; RINOX S; UTP701; ABRASUDOR43; 3$N O QE ]DQ\DJMHOOHP]NNDSFVRODWD $YL]VJiODWRNDODSYHWFpOMDDQQDNHO QWpVHKRJ\DKDJ\RPiQ\RVDQHILQLiOWNHPpQ\VpJpVD fajlagos benyomódási munka között létezik-e kapcsolat. Kissé részletesebben fogalmazva a N YHWNH]NpUpVHNPHJYiODV]ROiVDDFpO Kapcsolatba hozható-e a Meyer-féle hatványtörvény a konstansa a valamilyen módszerrel mért keménységgel? Van-e kapcsolat a fajlagos benyomódási munka és a keménység között? +RJ\DQ HILQLiOKDWy RO\DQ iowdoiqrv NHPpQ\VpJL PpUV]iP DPHO\ I JJHWOHQ D PpUpV N U OPpQ\HLWO D]D] DRWW V]~UyV]HUV]iP HVHWpQ FVXSiQ D 0H\HUIpOH hatványtörvény a és n anyagi tulajdonságokat hordozó paramétereit foglalja magába? 6

Van-e kapcsolat a Brinell és Vickers eljárással meghatározott valódi keménységek között? A Meyer-féle hatvány törvény (F = a d n ) konstansai azonosak-e, ha a IRO\DPDWRVDQ UHJLV]WUiOW HU EHQ\RPyiVL J UEpN LOOHWYH D N O QE ] WHUKHOHUNNHOOpWUHKR]RWWHUOHQ\RPDWiWPpUadatpárok alapján számítjuk? A keménységmérés során befektetett munka és a valódi keménység között milyen a kapcsolat? 3$YL]VJiODWLHUHPpQ\HND]DQ\DJMHOOHP]NNDSFVRODWD A 3 SRQWEDQ PHJIRJDOPD]RWW FpONLW&]pVQHN PHJIHOHOHQ D NDSRWW HUHPpQ\HNHW D N YHWNH]NpWV]HPSRQWV]HULQWLFVRSRUWRVtWiVEDQNHU OQHNEHPXWDWiVUD a Meyer-féle kifejezés a paramétere és a keménység közötti kapcsolat, a fajlagos benyomódási munka és a keménység kapcsolata. 3.3..1. A Meyer-féle kifejezés a paramétere és a keménység kapcsolata A Meyer-féle hatványtörvény a konstansa és a Brinell, illetve Vickers módszerrel mért keménység közötti kapcsolatot alapanyagra a 0. és 1. ábrák foglalják össze. A. ábra a heganyagokra kapott eredményeket szemlélteti. D 0. ábra. A Brinell keménység és az a paraméter kapcsolata a = 0,8374 HB 3,15 (r= 99,8 % ) +% D a = 0,5 HV 30 3,0 (r= 99,80 % ) 1. ábra. Az a és HV 30 kapcsolata +9 7

350 a 300 50 00 150. ábra. Az a és HB kapcsolata heganyagoknál 100 50 a = 0,888 HB 15,9 (r= 99,49 % ) 0 0 100 00 300 400 500 600 HB 1840/,5/30 $]ieuindwwhnlqwyhdn YHWNH]PHJiOODStWiVRNWHKHWN a Meyer-féle hatványtörvény a paramétere a keménységmérés eredményei DODSMiQ MyO EHFV OKHW KLV]HQ D NRUUHOiFLyV HJ\ WWKDWy puwpnh PLQHQ HVHWEHQ nagyobb mint 99,5 %! D%ULQHOOpV9LFNHUVNHPpQ\VpJPpUpVMHOOHP]a értékek arányára az elméletileg YiUW KHO\HWW LOOHWYH FVDN D V]&NHEE NHPpQ\VpJL WDUWRPiQ\W iwirjy NHYHVHEEDDWRWWDUWDOPD]yKHJHV]WDQ\DJRNDWWHNLQWYHDyRWW$]HOWpUpV tehát kisebb mint 5 %, ami alátámasztja az elméleti megállapítások helyességét. 3.3... A fajlagos benyomódási munka és a keménység kapcsolata A fajlagos benyomódási munka és a HB 1840(,5)30 közötti kapcsolatot a 3. ábra; a HV 30-al való összefüggését a 4. ábra szemlélteti. A heganyagokra kapott eredményeket a 5.ábra foglalja össze. +% w = 0,9813 HB + 3,86 (r= 99,86 % ) 3. ábra. A HB keménység és a fajlagos benyomódási munka kapcsolata Z :9 -FP $]ieuindwwhnlqwyhdn YHWNH]PHJiOODStWiVRNWHKHWN a fajlagos benyomódási munka gyakorlatilag megegyezik a HB 1840(,5)30 illetve a HV 30 értékkel, D NpW N O QE ] V]~UyV]HUV]iPPDO PHJKDWiUR]RWW NHPpQ\VpJ pv D IDMODJRV benyomódási munka közötti korreláció mindig nagyobb a Vickers eljárásnál, D]HO]HNEON YHWNH]LNKRJ\Dfajlagos benyomódási munka a szúrószerszámtól függetlendq\djudmhoohp]phqq\lvpj 8

+9 w = 0,984 HV-0,75(r = 99,9% ) 4. ábra. Vickers keménység és a fajlagos benyomódási munka kapcsolata Z : 9 -FP +9 W = 1,014 HV 7,7 (r = 99,96 % ) 5. ábra. Heganyagok Vickers keménységének kapcsolata a fajlagos benyomódási munkával Z :9 -FP $] HOEEL SRQWRNEDQ WHWW PHJiOODStWiVRNEyO DUUD LV OHKHWQH N YHWNH]WHWQL KRJ\ D keménységmérés folyamatával tovább nem érdemes foglalkozni, hiszen a HB 1840(,5)30 LOOHWYH +9 HJ\ IL]LNDLODJ PHJDODSR]RWW PHQQ\LVpJ DPHO\EO HJ\EHQ D 0H\HUIpOH hatványtörvény HB-re illetve +9UH ± MHOOHP]MH LV EHFV OKHWN $]W D]RQEDQ pv]uh NHOO venni, hogy a Meyer-féle hatványtörvény n NLWHYWMHVHPD+%1840(,5)30 sem HV30 értékben közvetlenül nem szerepel. 4. Az anyagok valós keménységének fogalma 1\LOYiQYDOyQDNW&QLNKRJ\D]DQ\DJRNYDOyVNHPpQ\VpJHFVDN~J\HILQLiOKDWyUHiOLVDQKD figyelembe vesszük a 9. ábra 0 1 szakaszát leíró Meyer-féle hatványtörvény mindkét (a és n) SDUDPpWHUpW 0LQW OiWWXN D IDMODJRV EHQ\RPyiVL PXQND IL]LNDLODJ PHJDODSR]RWW PpUV]iP értéke független az n NLWHYWO pv D PpUpV N U OPpQ\HLWO JRO\y iwppu KD Brinell mérésénél d = 1,73 mmohq\rpdwiwppuwydj\hv mérésénél d = 1,4 mm (h = 0, mm) OHQ\RPDW iwoyw KR]XQN OpWUH $] H]HQ HUNK ] WDUWR]y NHPpQ\VpJHN YDOyV NHPpQ\VpJQHN WHNLQWKHWNpVD]DOiEELNLIHMH]pVHNNHOV]iPtWKDWyN Q Q ) D D 173 +% YDO = = = ' π K ' π K 5 π 01733 +% YDO +9YDO +9YDO = 07347 = ) $ 18544 = = 18544 D 173 D 14 ) Q Q 18544 = D Q Q 18544 = 14 D 14 Q 9

$NpW VV]HI JJpVEHQV]HUHSOapUWpNHNV]iPV]HU&OHJWHUPpV]HWHVHQQHPD]RQRVDN$]tJ\ számított HB val a és HV val a kapcsolatokat alapanyagokra a 6. és 7. ábrák mutatják, heganyagokra a 8. ábra szemlélteti. Ezeket a 3-4. és 5. ábrákkal összehasonlítva látható, hogy a kapcsolatok korrelációs együtthatói javultak és csaknem 100 % (minden esetben nagyobb mint a 99,96 %), azaz e meggondolásokkal valóban egy reális keménység fogalmat definiálhatunk. D a = 0,974 HB val + 0,8 (r = 99,94 % ) 6. ábra. Az a és HB val kapcsolata +% YDO D 7. ábra. Az a és HV val kapcsolata alapanyagokra a = 0,5313 HV val +, ( r = 99,97% ) +9 YDO D 8. ábra. Az a és HV val kapcsolata heganyagokra a = 0,533 HV val + 0,4 ( r = 99,98% ) +9 YDO 30

4.1. A Brinell és Vickers eljárással meghatározott valós keménységek kapcsolata A Vickers keménységmérés gyémánt gúlájának 136 -os lapszöge abból a megfontolásból lett megválasztva, hogy a. 400 HB-ig a HV = HB(]PHJJ\]HQLJD]ROYDOHWWD]]DOLVKRJ\D HB 1840(,5)30 = HV 30 feltétel valóban teljesült a vizsgált anyagokra. A Brinell mérés alkalmazhatósági határáig a HV val és a HB val kapcsolatát a 9.ábra mutatja. +9 YDO 9. ábra. A HB val és HV val kapcsolata HV val = 0,791 HB val +,6 ( r = 99,10% ) +% YDO Ezt az ábrát tekintve a N YHWNH]megállapítá- VRNWHKHWN a HB val HV val HOOHQWpWEHQD+%pV+9HJ\HQOVpJpYHO a HB val és HV val közötti korrelációs együttható értéke az eddigiekhez képest a legkisebb. $] HO] NpW PHJiOODStWiV RNiW UpV]OHWHVHQ HOHPH]YH D NpW N O QE ] V]~UyV]HUV]iP EHQ\RPyiViKR]V] NVpJHVUXJDOPDVPXQNiNMHOHQWVHQHOWpUDUiQ\iEDQWDOiOKDWyPHJ 0LQWHJ\N O QE ]DQ\DJPLQVpJHQ±PHO\QHNNHPpQ\VpJH10 650 HV val tartományba esik - az F = a d n kapcsolat a paramétere kétféleképpen lett meghatározva, nevezetesen: D]HUEHQ\RPyiVJ UEHIRO\DPDWRVUHJLV]WUiOiViYDOLOOHWYH N O QE ]WHUKHOHUNNHONpV]tWHWWOHQ\RPDWRNiWOyLWIHOKDV]QiOYDpontpár) D RSWL D NHPL 30. ábra. Az optikai és a folyamatos regisztrálással meghatározott a értékek és a valós Vickers keménység kapcsolata a opt = 0,5313 HV val +, ( r = 99,97% ) a kem = 0,533 HV val + 3,3 ( r = 99,97% ) +9 YDO Tisztázandó, hogy az a 31

SDUDPpWHU D]RQRVH PLQNpW HVHWEHQ PHUW D N O QE ] WHUKHOHUNNHO NpV]tWHWW OHQ\RPDWRN iwoyppupvpqpodnlxrurivpldwwdydoyvijwyoqdj\reepuwpnppukhw $ NpWIpOH HOMiUiVVDO PHJKDWiUR]RWW HUQ YHNHpVL W UYpQ\a paramétere és a valós Vickers NHPpQ\VpJN ] WWLNDSFVRODWOLQHiULViEUD$]RSWLNDL VV]HWDUWR]yHUOHQ\RPDWiWOypV a folyamatos regisztrálással kapott a értékek görbéjének meredeksége gyakorlatilag azonos (relatív eltérés mindössze 0,19 %!) 4.. A keménységmérés során befektetett munka $NHPpQ\VpJPpUpVVRUiQOHMiWV]yyIRO\DPDWRWV]HPOpOWHWLDiEUDDKRODSLOODQDWQ\LHU és benyomódás kapcsolata látható. E görbék (keménységi (5 >1@ 1 diagramok) alapján a keménységmérés során befektetett munka közvetlenül meghatározható planimetrálással a terület léptékének figyelembevételével. A 0 1 0 pontokkal körülhatárolt terület az összes munkát reprezentál F i+1 W rug. (W összes DPHO\EO D 0 1 3 0 terület a képlékeny (W képl.) és a 3 1 3. Tartomány F i a rugalmas (W rug. ) hányadot képviseli (31. ábra). W képl. 0 h i h i+1 K NpSO 3 K UXJ h max. ÚT [m 31. ábra. Elvi ábra az összes befektetett munka megoszlásához $ieudn O QE ]PLQVpJ&DQ\DJUDYRQDWNR]yPpUpVLHUHPpQ\HNHWIRJODOMD VV]H : : N W össz = 0,0706 HV val 0,05 ( r = 99,98% ) W képl = 0,79 HV val 0,697 ( r = 9,3% ) +9 YDO 3. ábra. Az összes munka és képlékeny részének kapcsolata a valós keménységgel 3

Az elvi diagram figyelembevételével megállapíthatjuk: D NHPpQ\VpJ Q YHNHpVpYHO Q D] VV]PXQND DPHO\ D] DRWW PpO\VpJ& szerszám elmozduláshoz szükséges, minél alacsonyabb a keménység, annál nagyobb a képlékeny alakváltozásra fordított hányad az összmunkán belül, Q YHNYNHPpQ\VpJQpOPHJQDUXJDOPDVXWyKDWiVV]HUHSH A 3 ábra alapján megállapítható, hogy az összes munkán belül: a képlékeny hányad csökken; HV val ~ 100 környékén mintegy 90 %-a, míg HV val ~ 480 N UQ\pNpQDKRODNLXRURiVEyODyyKLEDPHJV]&QLNPLQWHJ\-a az összes munkának, az összes és képlékeny rész megoszlása: ¾ W összes = 0,1309 a 0,13 a ¾ W képl = 0,49 a 0,697 0,43 a 0,7 értéke a ismeretében számítható. a rugalmas (W rug ) hányad gyors növekedése azt jelenti, hogy a befektetett munka egyre nagyobb hányadát a lenyomat környezete rugalmasan elnyeli és egyre kisebb lesz a képlékeny alakváltozás mértéke. Ez azt is felveti, hogy bizonyos valós Vickers keménység felett az anyagok rugalmas tulajdonságát vizsgáljuk, illetve kell vizsgálnunk, semmint a hagyományos módon értelmezett keménységét. Ez további alapos elemzést igényel. $V]LOiUViJLNpSOpNHQ\VpJLMHOOHP]NpVDNHPpQ\VpJNDSFVRODWD A Brinell keménység (1840/,5/30) függvényében a 33.ábrán látható a folyáshatár(r eh ), a szakítószilárdság (R m ), a maximális terhelésnél mért valódi feszültség (R m ) és a szakadási szilárdság (R u ) alakulása. A KO 36-os anyag kivételével e tartományban a keménység és a szilárdsági értékek kapcsolata jó. 5 H+ 5P 5P 5X 1PP R eh = 3, HB 6 ( 98,% ) R m = 3,1 HB + 179 (97,9% ) R m` = 3,57 HB 64 ( 98,1% ) R`u = 4,93 HB + 70 ( 97,4% ) 33. ábra. A szilárdsági MHOOHP]NpVD Brinell keménység kapcsolata +% 33