Hæfni málms til að standast inndrátt frá hörðum hlutum á yfirborðinu kallast hörka. Samkvæmt mismunandi prófunaraðferðum og notkunarsviði má skipta hörkunni í Brinell-hörku, Rockwell-hörku, Vickers-hörku, Shore-hörku, örhörku og háhitahörku. Það eru þrjár algengar hörkur fyrir pípur: Brinell-, Rockwell- og Vickers-hörku.
A. Brinell hörku (HB)
Notið stálkúlu eða karbítkúlu af ákveðinni þvermáli til að þrýsta á yfirborð sýnisins með tilgreindum prófunarkrafti (F). Eftir tilgreindan haldtíma skal fjarlægja prófunarkraftinn og mæla inndráttarþvermál (L) á yfirborði sýnisins. Brinell hörkugildið er kvótinn sem fæst með því að deila prófunarkraftinum með yfirborðsflatarmáli inndregnu kúlunnar. Tjáð í HBS (stálkúla), einingin er N/mm2 (MPa).
Reikniformúlan er:
Í formúlunni: F – prófunarkrafturinn sem þrýst er inn í yfirborð málmsýnisins, N;
D–Þvermál stálkúlu til prófunar, mm;
d – meðalþvermál dældar, mm.
Mæling á Brinell-hörku er nákvæmari og áreiðanlegri, en almennt hentar HBS aðeins fyrir málmefni undir 450N/mm2 (MPa) og hentar ekki fyrir harðara stál eða þynnri plötur. Meðal staðla fyrir stálpípur er Brinell-hörka mest notuð. Inndráttarþvermál d er oft notað til að tjá hörku efnisins, sem er bæði innsæi og þægilegt.
Dæmi: 120HBS10/1000130: Það þýðir að Brinell-hörkugildið, mælt með því að nota 10 mm þvermál stálkúlu undir prófunarkrafti upp á 1000 kgf (9,807 kN) í 30 sekúndur, er 120 N/mm2 (MPa).
B. Rockwell hörku (HR)
Rockwell hörkuprófið, líkt og Brinell hörkuprófið, er inndráttarprófunaraðferð. Munurinn er sá að það mælir dýpt inndráttarins. Það er að segja, undir samfelldri virkni upphafsprófunarkraftsins (Fo) og heildarprófunarkraftsins (F), er inndráttarstykkið (keila eða stálkúla stálverksmiðjunnar) þrýst inn í yfirborð sýnisins. Eftir tilgreindan geymslutíma er aðalkrafturinn fjarlægður. Með prófunarkraftinum er mælt með mældri leifarinndráttardýpt (e) til að reikna út hörkugildið. Gildi þess er nafnlaus tala, táknuð með tákninu HR, og kvarðarnir sem notaðir eru innihalda 9 kvarða, þar á meðal A, B, C, D, E, F, G, H og K. Meðal þeirra eru kvarðarnir sem almennt eru notaðir til að prófa hörku stáls almennt A, B og C, þ.e. HRA, HRB og HRC.
Hörkugildið er reiknað með eftirfarandi formúlu:
Þegar prófað er með A og C kvarða, HR = 100-e
Þegar prófað er með B-kvarða, HR=130-e
Í formúlunni er e – hækkun á eftirstandandi inndráttardýpt – tjáð í tilgreindri einingu 0,002 mm, þ.e. þegar ásfærsla inndráttarins er ein eining (0,002 mm) jafngildir það breytingu á Rockwell-hörku um eina tölu. Því stærra sem e-gildið er, því lægri er hörku málmsins og öfugt.
Gildissvið þessara þriggja kvarða er sem hér segir:
HRA (demantskeiluþrýstihylki) 20-88
HRC (demantskeiluþrýstihylki) 20-70
HRB (þvermál 1,588 mm stálkúluþrýstihylki) 20-100
Rockwell hörkupróf er útbreidd aðferð nú til dags, þar á meðal er HRC notað í stöðlum fyrir stálpípur, næst á eftir Brinell hörku HB. Rockwell hörku er hægt að nota til að mæla málmefni frá mjög mjúkum til mjög hörðra. Það bætir upp fyrir galla Brinell aðferðarinnar. Hún er einfaldari en Brinell aðferðin og hægt er að lesa hörkugildið beint af skífu hörkumælisins. Hins vegar, vegna lítillar innfellingar, er hörkugildið ekki eins nákvæmt og Brinell aðferðin.
C. Vickers hörku (HV)
Vickers hörkuprófið er einnig inndráttarprófunaraðferð. Það þrýstir ferköntuðum píramídalaga demantinndráttarbúnaði með innifalnu horni 1360 milli gagnstæðra yfirborða inn í prófunaryfirborðið með völdum prófunarkrafti (F) og fjarlægir hann eftir tilgreindan haldtíma. Kraftur, mælið lengd tveggja skálína inndráttarins.
Vickers hörkugildið er kvóti prófunarkraftsins deilt með flatarmáli inndráttarins. Reikningsformúlan fyrir það er:
Í formúlunni: HV–Vickers hörkutákn, N/mm2 (MPa);
F–prófunarkraftur, N;
d – meðaltal tveggja skálína inndráttarins, mm.
Prófunarkrafturinn F sem notaður er í Vickers hörku er 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) kgf (N) og sex önnur stig. Hægt er að mæla hörkugildið á bilinu 5~1000HV.
Dæmi um framsetningaraðferð: 640HV30/20 þýðir að Vickers hörkugildið, mælt með prófunarkrafti upp á 30Hgf (294,2N) í 20S (sekúndur), er 640N/mm2 (MPa).
Vickers-hörkuaðferðin er hægt að nota til að ákvarða hörku mjög þunnra málmefna og yfirborðslaga. Hún hefur helstu kosti Brinell- og Rockwell-aðferðanna og yfirstígur helstu galla þeirra, en hún er ekki eins einföld og Rockwell-aðferðin. Vickers-aðferðin er sjaldan notuð í stöðlum fyrir stálpípur.
Birtingartími: 3. apríl 2024