Uwezo wa nyenzo ya chuma kupinga kuzama kwa uso na vitu vigumu huitwa ugumu. Kulingana na mbinu tofauti za majaribio na upeo wa matumizi, ugumu unaweza kugawanywa katika ugumu wa Brinell, ugumu wa Rockwell, ugumu wa Vickers, ugumu wa Shore, ugumu mdogo na ugumu wa halijoto ya juu. Kuna ugumu tatu unaotumika sana kwa mabomba: ugumu wa Brinell, Rockwell, na Vickers.
A. Ugumu wa Brinell (HB)
Tumia mpira wa chuma au mpira wa kabidi wenye kipenyo fulani ili kubonyeza kwenye uso wa sampuli kwa kutumia nguvu maalum ya majaribio (F). Baada ya muda maalum wa kushikilia, ondoa nguvu ya majaribio na upime kipenyo cha kuingia ndani (L) kwenye uso wa sampuli. Thamani ya ugumu wa Brinell ni mgawo unaopatikana kwa kugawanya nguvu ya majaribio kwa eneo la uso wa tufe lililoingia ndani. Ikionyeshwa katika HBS (mpira wa chuma), kitengo ni N/mm2 (MPa).
Fomula ya hesabu ni:
Katika fomula: F–nguvu ya majaribio iliyoshinikizwa kwenye uso wa sampuli ya chuma, N;
D–Kipenyo cha mpira wa chuma kwa ajili ya majaribio, mm;
d–kipenyo cha wastani cha mbonyeo, mm.
Kipimo cha ugumu wa Brinell ni sahihi na cha kuaminika zaidi, lakini kwa ujumla HBS inafaa tu kwa vifaa vya chuma vilivyo chini ya 450N/mm2 (MPa), na haifai kwa chuma kigumu au sahani nyembamba. Miongoni mwa viwango vya bomba la chuma, ugumu wa Brinell ndio unaotumika sana. Kipenyo cha unyooshaji d mara nyingi hutumiwa kuonyesha ugumu wa nyenzo, ambayo ni rahisi na rahisi.
Mfano: 120HBS10/1000130: Inamaanisha kwamba thamani ya ugumu wa Brinell iliyopimwa kwa kutumia mpira wa chuma wenye kipenyo cha 10mm chini ya nguvu ya majaribio ya 1000Kgf (9.807KN) kwa sekunde 30 (sekunde) ni 120N/mm2 (MPa).
B. Ugumu wa Rockwell (HR)
Jaribio la ugumu la Rockwell, kama jaribio la ugumu la Brinell, ni mbinu ya jaribio la unyonyaji. Tofauti ni kwamba hupima kina cha unyonyaji. Hiyo ni, chini ya hatua inayofuatana ya nguvu ya jaribio la awali (Fo) na nguvu ya jumla ya jaribio (F), kinyonyaji (koni au mpira wa chuma wa kinu cha chuma) hubanwa ndani ya uso wa sampuli. Baada ya muda uliowekwa wa kushikilia, nguvu kuu huondolewa. Nguvu ya jaribio, tumia ongezeko la kina cha unyonyaji kilichopimwa (e) ili kuhesabu thamani ya ugumu. Thamani yake ni nambari isiyojulikana, inayowakilishwa na alama ya HR, na mizani inayotumika inajumuisha mizani 9, ikijumuisha A, B, C, D, E, F, G, H, na K. Miongoni mwao, mizani inayotumika kwa kawaida kwa ajili ya upimaji wa ugumu wa chuma kwa ujumla ni A, B, na C, yaani HRA, HRB, na HRC.
Thamani ya ugumu huhesabiwa kwa kutumia fomula ifuatayo:
Wakati wa kujaribu kwa kutumia mizani ya A na C, HR=100-e
Wakati wa kujaribu kwa kutumia kipimo cha B, HR=130-e
Katika fomula, e – ongezeko la kina cha unyonyaji wa mabaki huonyeshwa katika kitengo maalum cha 0.002mm, yaani, wakati uhamishaji wa mhimili wa kinyonyaji ni kitengo kimoja (0.002mm), ni sawa na mabadiliko katika ugumu wa Rockwell kwa nambari moja. Kadiri thamani ya e inavyokuwa kubwa, ndivyo ugumu wa chuma unavyopungua, na kinyume chake.
Upeo unaotumika wa mizani mitatu hapo juu ni kama ifuatavyo:
HRA (kipimo cha koni ya almasi) 20-88
HRC (kipimo cha koni ya almasi) 20-70
HRB (kipenyo cha mpira wa chuma 1.588mm) 20-100
Jaribio la ugumu wa Rockwell ni njia inayotumika sana kwa sasa, ambayo HRC inatumika katika viwango vya bomba la chuma, pili kwa Brinell ugumu HB. Ugumu wa Rockwell unaweza kutumika kupima vifaa vya chuma kutoka laini sana hadi ngumu sana. Inafidia mapungufu ya njia ya Brinell. Ni rahisi kuliko njia ya Brinell na thamani ya ugumu inaweza kusomwa moja kwa moja kutoka kwa piga ya mashine ya ugumu. Hata hivyo, kutokana na upenyo wake mdogo, thamani ya ugumu si sahihi kama njia ya Brinell.
C. Ugumu wa Vickers (HV)
Jaribio la ugumu la Vickers pia ni mbinu ya jaribio la kukunja. Hubonyeza kidokezo cha almasi cha mraba chenye pembe iliyojumuishwa ya 1360 kati ya nyuso zinazopingana kwenye uso wa jaribio kwa nguvu iliyochaguliwa ya jaribio (F), na kuiondoa baada ya muda uliowekwa wa kushikilia. Lazimisha, pima urefu wa mlalo miwili ya kidokezo.
Thamani ya ugumu wa Vickers ni mgawo wa nguvu ya majaribio iliyogawanywa na eneo la uso wa kuingia ndani. Fomula yake ya hesabu ni:
Katika fomula: Alama ya ugumu wa HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
Nguvu ya mtihani wa F, N;
d–wastani wa hesabu wa mlalo miwili ya mkunjo, mm.
Nguvu ya majaribio F inayotumika katika ugumu wa Vickers ni 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) na viwango vingine sita. Thamani ya ugumu inaweza kupimwa. Masafa ni 5~1000HV.
Mfano wa mbinu ya usemi: 640HV30/20 inamaanisha kuwa thamani ya ugumu wa Vickers iliyopimwa kwa nguvu ya majaribio ya 30Hgf (294.2N) kwa 20S (sekunde) ni 640N/mm2 (MPa).
Mbinu ya ugumu wa Vickers inaweza kutumika kubaini ugumu wa nyenzo nyembamba sana za metali na tabaka za uso. Ina faida kuu za mbinu za Brinell na Rockwell na hushinda mapungufu yao ya msingi, lakini si rahisi kama mbinu ya Rockwell. Mbinu ya Vickers haitumiki sana katika viwango vya mabomba ya chuma.
Muda wa chapisho: Aprili-03-2024
