Keménység, szakítószilárdság

HRc ~ HB ~ MPa (N/mm2)
összehasonlító kalkulátor

Eredmények (megközelítő becsléssel):
Adjon meg egy értéket!

 

Keménység átszámítás: Rockwell, Brinell és Vickers értékek összefüggése

A különböző keménységmérési eljárások (HRC, HB, HV) és a szakítószilárdság (Rm) közötti átszámítás alapvető fontosságú az anyagminőség beazonosításakor. Bár a módszerek eltérő fizikai elven alapulnak, az ISO 18265 szabvány irányadó táblázatokat ad az értékek közelítő átszámításához acélok és acélöntvények esetén.

 

HRc - HB - N/mm2 
Mit mérnek és hogyan hasonlíthatók össze?

 

1. HRc keménység (Rockwell C)

  • Mit mér?
    A felület ellenállását egy kemény acélgolyó vagy kúpos gyémánt benyomódásával szemben, meghatározott erő alatt.

  • Mértékegység:
    Egység nélküli skála, pl. „60 HRc”.

  • Hol használják?
    Különösen keményebb fémek, például hőkezelt acélok, szerszámacélok, keményfémek vizsgálatára.

  • Módszer:
    A Rockwell C skálán egy kúpos gyémánt benyomódását mérik egy adott terheléssel.

  • Jellemző értékek:
    Pl. egy edzett szerszámacél 58–64 HRc keménységű lehet.

2. HB keménység (Brinell)

  • Mit mér?
    Szintén a felület ellenállását egy acél vagy keményfém golyó benyomásával szemben, de itt nagyobb felületen, hosszabb ideig történik a nyomás.

  • Mértékegység:
    Egység nélküli, pl. „200 HB”.

  • Hol használják?
    Inkább lágyabb fémeknél, mint például alumínium, réz, öntöttvas, lágyacél.

  • Módszer:
    Egy meghatározott átmérőjű golyót sajtolnak az anyagba, majd a benyomódás átmérőjéből számítják ki a keménységet.

  • Jellemző értékek:
    Pl. szerkezeti acél: 120–200 HB, öntöttvas: 180–300 HB.

3. Szakítószilárdság (Rm)

  • Mit mér?
    Az anyag ellenállását húzóerővel szemben, amíg el nem szakad.

  • Mértékegység:
    MPa (megapascal) vagy N/mm², pl. „Rm = 500 MPa”.

  • Hol használják?
    Általánosan mindenféle fémek és szerkezeti anyagok mechanikai méretezéséhez.

  • Módszer:
    Egy próbatestet húznak egyre nagyobb erővel, amíg el nem szakad, az ebből számított maximális feszültség az Rm.

  • Jellemző értékek:
    Lágyacél: kb. 400–600 MPa, nagy szilárdságú acél: 800–1500 MPa.

 

Összefüggés HRc és szakítószilárdság között

Acéloknál létezik egy empirikus (tapasztalati) kapcsolat a Rockwell C keménység (HRc) és a szakítószilárdság (Rm) között. Az összefüggés nem tökéletes, de durva becslésre nagyon hasznos.

Átlagos közelítő képlet:

Rm (MPa) ≈ 33 × HRc

 

Példák:

HRc keménység Rm (becsült szakítószilárdság)
20 HRc ~660 MPa
40 HRc ~1320 MPa
60 HRc ~1980 MPa

 

HB keménység és szakítószilárdság

A Brinell-keménység és a szakítószilárdság között is van kapcsolat, főként szerkezeti acéloknál:

Rm (MPa) ≈ 3.5 × HB

 

Példák:

HB keménység Rm (becsült)
150 HB ~525 MPa
200 HB ~700 MPa
250 HB ~875 MPa

Megjegyzés: ezek becslések

  • A tényleges értékek függnek az ötvözőelemektől, hőkezeléstől, szövetszerkezettől.
  • A HRc és HB értékek nem lineárisan nőnek minden anyag esetén.
  • Ezért műhelyben, gyors ellenőrzésre szuper, de tervezéshez, méretezéshez mindig valós mérések kellenek!

 

 

Összefoglalva

Mérési módszerek rövid áttekintése

  • Rockwell (HRC): Gyémántkúppal végzett mérés, leggyakrabban edzett acéloknál használják.
  • Brinell (HB): Edzett acélgolyó benyomásával mérik, főleg lágyabb vagy közepesen kemény anyagoknál (pl. öntvények) jellemző.
  • Vickers (HV): Gyémántpiramis segítségével végzett precíziós mérés, vékony rétegek és keményfémek esetén is alkalmazható.
  • Szakítószilárdság (Rm): Az anyag ellenállása a szakadással szemben (N/mm²). Acéloknál létezik egy közelítő összefüggés a Brinell keménységgel (Rm ≈ 3,5 * HB).

Hogyan befolyásolja a keménység a szerszámválasztást?

A megmunkálandó anyag keménysége közvetlenül meghatározza, hogy milyen vágóanyagra (HSS-E, Keményfém) és bevonatra van szükség. 45 HRC felett már speciális, az ISO H anyagcsoporthoz fejlesztett szerszámokat kell használni.

 

Gyakori kérdések a keménység átszámításról

Mekkora a szakítószilárdsága egy 300 HB keménységű acélnak?
Ökölszabály szerint a Brinell értéket 3,5-tel szorozva kapjuk meg a közelítő szakítószilárdságot (300 * 3,5 = 1050 N/mm²).

Milyen keménységtől számít egy acél edzettnek?
Általában 40-45 HRC felett beszélünk edzett állapotról, ahol a hagyományos HSS szerszámok helyett már keményfém vagy CBN szerszámok alkalmazása javasolt.

Pontos az átszámítás a különböző skálák között?
Nem, az átszámítás csak közelítő jellegű. A különböző mérési módszerek (kúp, golyó, piramis) másképp terhelik az anyagot, ezért hiteles adathoz mindig a rajzon előírt módszerrel kell mérni.

Szerkesztő: Bánkuti József üzemmérnök

Tartalomhoz tartozó címkék:  Általános tudnivaló Segédlet