Panduan Pengujian Kekerasan Logam: Rockwell, Shore, & Metode

Kekerasan adalah ukuran ketahanan material terhadap lekukan permanen. Dalam pengujian kekerasan logam, jawaban bagaimana kekerasan diukur sederhana saja: indentor stdanar ditekan ke permukaan di bawah beban yang tepat, dan ukuran atau kedalaman cetakan diubah menjadi angka kekerasan . Untuk pengujian kekerasan baja di lantai produksi, metode Rockwell adalah pilihan yang tepat 60 jam mewakili baja perkakas yang dikeraskan pada umumnya dan 25 jam mewakili baja ringan yang lunak dan dapat dikerjakan dengan mesin . SEBUAH Penguji kekerasan United Rockwell adalah instrumen digital khusus yang mengotomatiskan pengujian ini dan memberikan hasil dalam hitungan detik. Untuk bahan non-logam yang lebih lembut, Penguji kekerasan pantai mengukur penetrasi indentor pegas dan penting untuk elastomer dan polimer. Artikel ini memberikan eksplorasi metode pemeriksaan kekerasan metode demi metode yang praktis, mulai dari teknik klasik Brinell dan Vickers hingga alat uji rebound portabel, dengan contoh kekerasan baja beton.

Bagaimana Kekerasan Diukur: Prinsip-Prinsip Dasar

Semua metode pengukuran kekerasan statis memiliki urutan yang sama: indentor dengan geometri yang diketahui ditekan ke dalam material dengan gaya dan laju yang terkendali, gaya ditahan selama waktu tunggu yang ditentukan, dan kemudian lekukan diukur. Angka kekerasan diperoleh dari kedalaman penetrasi atau luas permukaan cetakan. Tiga jenis indentor yang paling umum adalah kerucut berlian, bola baja atau karbida yang dikeraskan, dan piramida berlian. Perbedaan penting antar metode terletak pada kombinasi indentor, gaya yang diterapkan, dan pendekatan pengukuran.

Dalam pengujian kekerasan metalurgi, prosesnya menghasilkan lebih dari sekedar angka. Ini mencerminkan kekuatan luluh material, laju pengerasan kerja, dan struktur mikro. SEBUAH Tes Brinell pada pengecoran berbutir kasar , misalnya, rata-rata kekerasan beberapa butir, sedangkan a Lekukan mikro Vickers pada 0,5 kgf dapat mengisolasi kekerasan karbida batas butir tunggal. Memahami prinsip pengukuran adalah langkah pertama untuk memilih tes yang benar.

Pengujian Kekerasan Rockwell: Stdanar Industri untuk Logam

Pengujian kekerasan Rockwell merupakan metode pengujian kekerasan logam yang dominan untuk lingkungan produksi karena cepat, tidak merusak pada skala makro, dan tidak memerlukan pengukuran optik. Pengujian ini dilakukan dengan terlebih dahulu menerapkan beban kecil (biasanya 10 kgf) pada dudukan indentor dan menetapkan referensi nol. Beban besar (60, 100, atau 150 kgf) kemudian diterapkan dan selanjutnya dihilangkan, sehingga hanya menyisakan beban kecil. Kekerasan dibaca langsung dari dial atau tampilan digital sebagai fungsi kebalikan dari peningkatan kedalaman permanen . SEBUAH typical test cycle takes less than five seconds.

Timbangan yang paling umum adalah HRC dan HRB. HRC menggunakan indentor diamond cone dan beban mayor 150 kgf dan digunakan untuk baja yang dikeraskan dan paduan titanium. HRB menggunakan bola karbida berukuran 1/16 inci dan beban utama 100 kgf untuk bahan yang lebih lembut seperti paduan tembaga dan baja yang tidak dikeraskan. Contoh kekerasan Rockwell yang memandu sebagian besar industri adalah spesifikasi roda gigi yang diperkeras di 58–62 HRC , yang memberikan ketahanan aus optimal tanpa kerapuhan yang berlebihan.

Pengujian Kekerasan Baja dan Contoh Kekerasan Khas Rockwell

Pengujian kekerasan baja adalah aplikasi yang paling sering dilakukan pada alat uji kekerasan bangku, dan nilai Rockwell berfungsi sebagai bahasa universal untuk menentukan perlakuan panas. Tabel di bawah ini memberikan contoh kekerasan langsung dan praktis untuk kondisi baja umum. Nilai-nilai inilah yang diharapkan oleh seorang insinyur kualitas ketika menempatkan sampel pada a Penguji kekerasan United Rockwell .

Persatuan Rockwell Penguji Kekerasan : Solusi Bangku Praktis

Itu Penguji kekerasan United Rockwell adalah merek khusus penguji kekerasan bangku digital yang banyak digunakan dalam pengujian kekerasan metalurgi dan jaminan kualitas. Model dalam Seri United TRU menjalankan semua timbangan Rockwell reguler dan superfisial, termasuk HRC, HRB, dan HRN/T, dengan sistem aplikasi gaya loop tertutup yang memastikan akurasi lebih baik dari plus atau minus 0,5 HRC . Instrumen ini mengotomatiskan penempatan beban kecil, penerapan beban besar, urutan diam, dan pembongkaran hanya dengan menekan sebuah tombol, sehingga menghilangkan pengaruh operator terhadap hasilnya. Untuk pengujian kekerasan baja, ini berarti teknisi dapat menguji 50 sampel poros dan mendapatkan angka yang konsisten dan dapat diulang tanpa pengukuran optik. Tampilan digital penguji menunjukkan nilai kekerasan secara langsung, dan data dapat diekspor untuk kontrol proses statistik, menjadikannya alat utama dalam perpustakaan metode pemeriksaan kekerasan apa pun untuk logam.

Pengujian Kekerasan Brinell untuk Material Massal dan Kasar

Brinell adalah metode pengukuran kekerasan yang disukai untuk material dengan struktur mikro kasar atau heterogen, seperti besi tuang, komponen tempa, dan paduan tembaga. SEBUAH Bola tungsten karbida 10 mm biasanya ditekan ke permukaan di bawah beban tinggi 3000 kgf untuk baja dan 500 kgf untuk logam non-ferrous lunak . SEBUAHfter load removal, the diameter of the impression is measured with a calibrated microscope. The hardness number, reported as PBR 10/3000 misalnya, beban yang diterapkan dibagi dengan luas permukaan lekukan. Karena bola besar mengambil sampel banyak butiran, hasilnya adalah kekerasan curah yang dapat diandalkan dan berkorelasi baik dengan kekuatan tarik banyak logam. Contoh khas kekerasan dari metode ini adalah 200 PBR untuk besi cor kelabu .

Pengujian Kekerasan Vickers: Presisi di Semua Skala

Vickers unik di antara metode pengukuran kekerasan karena sama indentor piramida berbasis berlian persegi digunakan untuk gaya mulai dari 1 gf hingga 120 kgf, sehingga pengujian ini dapat diterapkan pada segala hal mulai dari lapisan 3 mikron hingga pelat baja tebal. Diagonal lekukan diukur secara optik, dan kekerasannya dinyatakan sebagai HV , tidak bergantung pada beban pada rentang yang luas. Dalam pengujian kekerasan metalurgi, Vickers sangat penting penentuan kedalaman kasus , di mana serangkaian lekukan sebesar 0,5 atau 1 kgf dibuat dari permukaan hingga inti untuk memetakan gradien kekerasan. Ini juga merupakan metode referensi untuk kualifikasi zona las dan lapisan tipis di mana Rockwell dan Brinell akan kehilangan variasi kritis. Contoh kekerasan permukaan nitridasi adalah 1000HV 0,5 , menurun hingga 300 HV di inti.

Penguji Kekerasan Pantai untuk Elastomer dan Polimer

Penguji kekerasan pantai adalah instrumen portabel yang mengukur ketahanan karet, plastik, dan bahan non-logam lainnya terhadap lekukan oleh indentor pegas. Dua skala yang paling umum adalah Shore A untuk karet lunak dan Shore D untuk plastik keras . SEBUAH durometer reading of 60 Shore A is typical for a rubber tire tread, while 80 Shore D indicates a hard hat material. The measurement is quick and non-destructive, making it a standard hardness checking method on the production floor and in the field. While not used for metals, Shore testers are a critical component of a complete hardness testing capability for hybrid components like bonded rubber-to-metal mounts.

Cara Melakukan Uji Kekerasan: Panduan Langkah demi Langkah

Itu following practical procedure illustrates how to hardness test using a Rockwell bench tester, the most common industrial scenario. The same principles of sample preparation, machine verification, and indentation spacing apply across all methods.

1. Verifikasi penguji. Jalankan pemeriksaan kalibrasi harian pada blok uji bersertifikat yang kekerasannya diketahui. Pembacaan harus berada dalam toleransi yang dinyatakan, biasanya plus atau minus 1,0 HRC untuk skala HRC.
2. Siapkan permukaan sampel. Itu test surface and the anvil seat must be clean, dry, and free of scale or decarburization. For thin or irregular parts, use the correct elevating screw and anvil insert to ensure stability.
3. Pilih skala dan indentor yang benar. Untuk baja yang diperkeras di atas 20 HRC, pasang indentor kerucut berlian dan pilih skala HRC. Untuk baja kuningan atau baja yang tidak dikeraskan, gunakan bola 1/16 inci dan skala HRB.
4. Terapkan beban kecil. Angkat sekrup pengangkat secara perlahan hingga indentor menyentuh sampel dan beban kecil diterapkan sepenuhnya, yang ditandai dengan tanda referensi atau bunyi bip.
5. Terapkan beban utama dan diam. Aktifkan siklus pengujian. Alat berat menerapkan beban besar penuh, menahannya selama waktu tunggu yang ditentukan (biasanya 3–6 detik), dan secara otomatis melepaskan kembali ke beban kecil.
6. Baca nilai kekerasannya. Itu Rockwell number is displayed directly. Record the value and the scale, e.g., 58,5 HRC .
7. Pertahankan jarak yang tepat. Itu distance between indentations must be at least tiga kali diameter lekukan , dan setiap lekukan harus berukuran minimal 2,5 kali diameter tepi sampel untuk menghindari gangguan pengerasan kerja.

Memilih Metode Pemeriksaan Kekerasan yang Tepat

Itu choice of hardness measuring method is driven by material type, part geometry, the scale of the microstructure, and whether the test is for production release or failure analysis. The table below summarizes the primary hardness checking methods for metal and non-metal applications, providing a practical selection guide.

Poin praktis terakhir: tidak ada uji kekerasan tunggal yang bersifat universal. Laboratorium metalurgi yang lengkap menggunakan a Penguji kekerasan United Rockwell untuk pemeriksaan produksi baja harian, alat uji kekerasan mikro Vickers untuk analisis kegagalan, dan Shore meter portabel untuk pemeriksaan karet yang masuk. Mencocokkan metode dengan material dan informasi yang diperlukan adalah dasar dari pengujian kekerasan yang andal.