felületi edzettség vizsgálat

Tesztelési információk

A felületi edzettség vizsgálat a ZHONGXI Testing által kínált anyagvizsgálati szolgáltatás, amelynek célja a fémek, ötvözetek és felületkezelett alkatrészek keménymutatóinak meghatározása eljárás szerint elvégzett behatolásos, dinamikus és mikromechanikai módszerekkel. A felületi edzettség vizsgálat kiterjed a Vickers, Brinell, Rockwell, Mikro-Vickers, Knoop, Német ( Shore ) durométeres és univerzális keménymérési eljárásokra, valamint a nitridált, cementált, edzett, krómozott, PVD- és CVD-bevonattal ellátott rétegek felületi és mélységi keménységprofil-mérésére. A vizsgálati szolgáltatás elsősorban gépipari alkatrészek, szerszámacélok, öntött és kovácsolt darabok, hegesztett kötések, hengerelt profilok, csapágygörgők, fogaskerekek, fúrószerszámok, valamint nemes- és színesfém termékek beérkezés-ellenőrzésére, gyártmányellenőrzésére és technológiai fejlesztésére nyújt mérési alapot.

A vizsgálat célja annak mennyiségi meghatározása, hogy egy anyag vagy felületi réteg mennyire ellenáll a helyi műanyag alakváltozásnak, azaz a behatolásnak, karcolásnak, kopásnak és a kavitációs vagy abrazív igénybevételnek. A keménység a termék élettartamát, a megmunkálhatóságot, a hőkezelés hatékonyságát és a bevonat tapadását befolyásoló alapvető paraméter, ezért a mérési eredmények közvetlenül támasztják alá a gyártási folyamatok beállítását és a technológiai dokumentáció pontosságát. A munka során bevonatolt, nitrált, edzett és lágyabb anyagok esetén a terhelést a rétegvastagsághoz és az anyagtulajdonságokhoz igazítjuk, mikroszkopikus behatolásméréssel, automatizált optikai kiértékeléssel, mélységi profilozással és fázisszöveti összevetéssel végzünk. A vizsgálati eljárás a mért behatolás átmérőjének, mélységének vagy átlójának kiértékelésén alapul, majd az adott eljárás számítási képleteivel kerül átszámításra HV, HBW, HRC, HRB vagy HK keménységértékké.

A tipikus vizsgálati menet a minta szabályozott előkészítésével kezdődik: a felület csiszolása, polírozása, szükség esetén maratása azért szükséges, hogy a behatolás kontúrja optikailag pontosan kiértékelhető legyen. Ezután a mérőeszköz kalibrálását ellenőrző referenciatáblán történik, majd a beállított terheléssel és behatkozási idővel ( általában 10–15 mp ) történik a behatás. Minden mérési ponton több behatolást végzünk, a kiértékelés pedig átlagképzéssel és szóráselemzéssel történik. Az alapvető vizsgálati paraméterek közé tartozik az alkalmazott teszterhelés ( például 0,01–100 kgf mikro- és kiselterheléses tartományban, 187,5–3000 kgf Brinell-tartományban ), a behatoló test geometriája ( gyémánt gúla, wolfram-karbid gömb, acélgömb ), a behatkozási idő, a mérési pontok száma, a mért keménységérték, az értékszórás, valamint bevonatok esetén a rétegvastagságra vetített mélységi keménységprofil. A mérési eredményeket vizsgálati jelentés formájában adjuk át, amely a mérési körülményeket, a kiértékelési módszert és az egyes mérési pontok nyersértékeit is tartalmazza.

A felületi edzettség vizsgálat módszerválasztása mindig a minta anyagától, méretétől, geometriájától és a vizsgálati célkitűzéstől függ. Vékony bevonatok és rétegek esetén a kis terhelésű Vickers- és Knoop-eljárás az irányadó, tömeges acéltermékeknél a Rockwell C vagy Brinell eljárás, öntvényeknél és durva szövetű anyagoknál a nagy terhelésű Brinell mérés, míg polimereknél és rugalmas anyagoknál a Shore A és Shore D durométeres mérés. A laboratórium a mérési tervet minden egyes megrendelés esetén a vevővel egyeztetve állítja össze, és a mérési adatokat nyomon követhető, azonosítható módon rögzíti.

Tesztelési kör

• Szerkezeti acéltermékek felületi edzettség vizsgálat, például S235, S355, C45, C60 minőségű hengerelt és húzott rúdanyagok keménységmérése szállítási és hőkezelt állapotban.
• Szerszámacélok keménységmérése, ideértve a C45W, 75Cr1, X210Cr12, X153CrMoV12, H13, D2, D3, O1 jelölésű hidegmunka- és melegmunka-acélok edzett állapotú HRC-mérését.
• Rozsdamentes acélok keménységvizsgálata, például 1.4301, 1.4404, 1.4571, 17-4PH, 15-5PH ausztenites és korrózióálló martenzites minőségek HV és HRB mérése.
• Nitrált felületek mélységi keménységprofil-mérése, ionnitrált és gáznitrált rétegek HV0,1–HV1 terhelésű sorozatméréssel, nitrédmélység meghatározással.
• Cementált és szénalmos acélfelületek keménységprofil-mérése, például 16MnCr5, 20MnCr5, C15E anyagú fogaskerekek és tengelyek esetménymélység-kiértékeléssel.
• Indukciósan edzett felületek felületi edzettség vizsgálat, például vezetéken edzett tengelyek, csapok, gördülőpályák HRC-mérésével és keményedési mélység meghatározásával.
• Lángedzett felületek keménységmérése, edzési mélységprofil kiértékelése és hőhatási zóna keménységvizsgálata.
• Krómozott és hardkróm bevonatok Mikro-Vickers és Knoop keménységmérése, bevonatvastagsággal összevetett kiértékeléssel.
• PVD-bevonatok, például TiN, TiAlN, CrN, AlCrN, DLC rétegek nanokeménység- és Mikro-Vickers mérése keresztmetszeti csiszolaton.
• CVD-bevonatok keménységvizsgálata, többrétegű bevonatok rétegenkénti keménység-meghatározása keresztcsiszolati mérési pontokon.
• Hegesztett kötések hegesztési varrat keménységvizsgálata, varrat, olvadékhatár és alapanyag zónánkénti HV5–HV10 méréssel, keménységcsúcs-kereséssel.
• Öntöttvas termékek Brinell keménységmérése, szürkeöntvény, globularis és tempersöntvény anyagok HBW mérése durva szövet esetén nagy terheléssel.
• Alumíniumötvözetek, például EN AW-6082, EN AW-7075, EN AC-AlSi10Mg termékek kis terhelésű HV mérése és öregedési állapot kimutatása.
• Rézötvözetek, sárgaréz, bronz és réz-nikkel termékek keménységmérése HV és HBW eljárással, lágy és kemény állapot megkülönböztetésére.
• Titánötvözetek, például Ti-6Al-4V félkész- és késztermékek HV-mérése, felületkezelés előtti és utáni állapot összevetésére.
• Nikkel-alapú szuperötvözetek keménységmérése, hőkezelés utáni gamma-prime fázis keménységhez való hozzájárulásának vizsgálatára.
• Csapágy- és gördülőanyagok, például 100Cr6 golyók, görgők, futópályák HRC és HV mérése, szög- és felületi mérési pontokkal.
• Kovácsolt és prégelemek keménységvizsgálata, szálazatirányú és arra merőleges mérési pontokkal történő anizotrópia kimutatására.
• Drótok, rugóacélok és húzott termékek Mikro-Vickers mérése keresztmetszeten, húzás utáni keménységnövekedés nyomon követésére.
• Polimer és műanyag alkatrészek Shore A és Shore D keménységmérése, például tömítőgyűrűk, csapágybetétek, burkolatok durométeres mérésével.
• Gumi- és elasztomer termékek Shore A, Shore D és IRHD keménységmérése, öregített és üzemeltetett minták összevetéses kiértékelésével.
• Hőkezelési műhelyek gyártmányellenőrzési mintáinak sorozatmérése, edzés, visszapuhítás és normalizálás utáni HRC/HBW kontrollméréssel.
• Nyomdarabok és poros kohászati termékek keménységmérése, szinterelt acél- és bronz alkatrészek HV mérése a porozitás figyelembevételével.
• Nemesfém termékek, például ékszarany 585, 750, 925 ezüst ötvözetek HV-mérése, ötvözeti állapot és deformációs keménység vizsgálatára.
• Fémhabok, kompozitok és bevonatolt lemezek, például horganyzott, aluminizált acéllemezek mikrokeménység-mérése a bevonat és az alapanyag határán.

felületi edzettség vizsgálat Tesztelési tételek

• Vickers-keménység ( HV ) – gyémánt gúla alakú behatolóval végzett mérés, amely vékony rétegek, hegesztett varratok és finomszövetű anyagok jellemzésére szolgál.
• Mikro-Vickers keménység ( HV0,01–HV1 ) – kis terhelésű mérés, amely bevonatok, nitridált rétegek és egyes fázisok keménységének meghatározására alkalmas.
• Brinell-keménység ( HBW ) – wolfram-karbid gömbbehatolóval végzett mérés, amely durva szövetű öntvények és lágyabb acélok jellemzésére használatos.
• Rockwell C keménység ( HRC ) – gyémánt kúpos behatolóval végzett mérés, amely edzett acélok, szerszámanyagok és cementált felületek rutinellenőrzésének alapmódszere.
• Rockwell B keménység ( HRB ) – acél- vagy wolfram-karbid gömbbehatolóval végzett mérés, amely lágyabb acélok, réz- és alumíniumötvözetek mérésére használatos.
• Knoop-keménység ( HK ) – nyújtott rombusz alakú behatolóval végzett mérés, amely nagyon vékony bevonatok és közel felszíni rétegek keménységének meghatározására szolgál.
• Shore A keménység – kúpos behatolóval végzett durométeres mérés, amely rugalmas gumik és puha polimerek keménységének jellemzésére használatos.
• Shore D keménység – hegyesebb behatolóval végzett durométeres mérés, amely kemény műanyagok, thermodeszt és merev elasztomerek mérésére alkalmas.
• Mélységi keménységprofil – a felülettől befelé haladó sorozatmérés, amely nitridált, cementált, edzett rétegek keménységcsökkenését írja le rétegmélység szerint.
• Nitrédmélység meghatározás – a felületi keménység és a magkeménység határértéke alapján számított határmélység, amely a nitridálási technológia ellenőrzésének alapadata.
• Cementálási mélység meghatározás – a felületi széntartalom-növelés után mért keménységprofilból számított határmélység, amely a fogaskerekek és tengelyek méretezésének bemenő adata.
• Keményedési mélység edzett felületeknél – indukciós és lángedzés utáni határmélység-meghatározás, amely a koptató igénybevételű felületek tervezéséhez szükséges.
• Hegesztési varrat keménysége – varrat, olvadékhatár és alapanyag zónánkénti méréssel kapott értékek, amelyek a varrat ridegségének és a hőhatási zóna változásainak jellemzésére szolgálnak.
• Keménységcsúcs kimutatása – hegesztéseknél és hőkezeléseknél fellépő lokális túledzettség azonosítása, amely ridegtörési kockázatra hívja fel a figyelmet.
• Mértékérték-szórás és megismételhetőség – azonos felületen mért több behatolás eredményeinek statisztikai kiértékelése, amely a mérés megbízhatóságát és az anyag homogenitását jellemzi.
• Anizotrópia-vizsgálat – szálazatirányban és arra merőlegesen mért keménységértékek összevetése, amely kovácsolt és hengerelt termékek irányfüggő tulajdonságait mutatja ki.
• Bevonat-keménység keresztmetszeten – a bevonatra merőleges csiszolaton végzett pontmérés, amely a rétegvastagsághoz igazított terheléssel a bevonat saját keménységét adja meg.
• Alapanyag-keménység bevonat alatt – a bevonat eltávolítása vagy alatta mért behatolással nyert érték, amely a hordozó anyag teherbírását jellemzi.
• Karcolási keménység – mozgatott behatolóval végzett mérés, amely a kopás- és karcállóság összehasonlítására szolgáló kiegészítő mutatót szolgáltat.
• Martenzit- és bainittartalom-kapcsolódó keménységértelmezés – a mért HRC-érték és a szövetszerkezet összevetése, amely a hőkezelési paraméterek helyességét támasztja alá.
• Visszapuhítási keménységellenőrzés – a visszapuhítási hőmérséklet és idő változásának keménységi nyomon követése, amely a szükséges szívósság-beállítás alapja.
• Fáziskeménység-mérés – egyes szövetelemek, például ferrit, perl, martenzit, ausztenit és karbidok HV0,05–HV0,2 terhelésű mérése, amely ötvözési és hőkezelési összefüggéseket támaszt alá.

Tesztelési műszerek

• Univerzális keménységmérő berendezés Rockwell C, Rockwell B, Brinell és Vickers eljárásokhoz, zárt terheléstartományú mérőfejjel és automatikus behatkozásideő-vezérléssel.
• Mikro-Vickers keménységmérő automata táblasztó asztallal, optikai behatolásmérő mikroszkóppal és programvezérelt méripoint-elhelyezéssel.
• Knoop-eljárásra alkalmas mikrokeménység-mérő, amely nyújtott behatolót használ a vékony rétegek és közel felszíni zónák mérésére.
• Nanokeménység-mérő berendezés mélység-erő görberegisztrálással, amely PVD és DLC bevonatok mechanikai jellemzésére használatos.
• Brinell keménységmérő hidraulikus terheléssel, 187,5–3000 kgf terhelési tartományban, wolfram-karbid gömbbehatolóval.
• Hordozható Rockwell-keménységmérő, amely nagyméretű alkatrészeken és helyszíni ellenőrzéseknél teszi lehetővé a felületi keménység mérését.
• Ultrahangos keménységmérő, amely alkatrészeken és vékony falú termékeken végzett mérésekhez nyúlttömör-kiegyenlített mérést tesz lehetővé.
• Shore A és Shore D durométer, rugalmas polimerek, gumik és kemény műanyagok felületi keménységének mérésére.
• IRHD keménységmérő berendezés, amely gumi termékek nemzetközi összehasonlításra elfogadott keménységi mérését végzi.
• Metallográfiai csiszoló- és polírozógép, amely a mérési felület előkészítését végzi a mérési pontosság érdekében.
• Metallográfiai mikroszkóp digitális képrögzítéssel és behatolásmérő szoftverrel, amely a nyomátmérő és a nyomátló kiértékelését végzi.
• Mintabeágyazó prés, amely kis méretű minták, drótok és keresztmetszeti darabok rögzítését végzi a csiszolási és mérési folyamathoz.
• Mikrotóm és maróberendezés, amely polimer és elasztomer keresztmetszetek, valamint szövetszerkezeti feltárások előkészítését végzi.
• Kalibráló keménységtábla-készlet, amely a mérőeszközök mérési pontosságának rendszeres ellenőrzésére szolgál.
• Elektrolitikus maróberendezés, amely acélminták szövetszerkezetének feltárását végzi a fáziskeménység-mérések előkészítéséhez.
• Kézi Rockwell-keménységmérő kicsi alkatrészekhez, amely bizonyos geometriájú és méretű termékek gyors mérését teszi lehetővé.
• Mérőmikroszkóp mozgó táblával és digitális skálával, amely nagyítás alatt végzett behatolásméréshez használatos.

Gyakori kérdések

Mennyi a felületi edzettség vizsgálat elvárt vizsgálati határideje?

A felületi edzettség vizsgálat átfutási ideje jellemzően 7–15 munkanap, a konkrét időtartam a megrendelt vizsgálati tételek számára, a mintatípustól, a szükséges előkészítési lépésektől és a mélységi profilozás szükségességétől függ. Egyszerű felületi keménységmérés, például egy HRC- vagy HBW-mérés előkészített mintán, rövidebb átfutási idővel végezhető el, míg a metallográfiai beágyazást, csiszolást, maratást és sorozatos mikrobehátolást igénylő mélységi profilozás hosszabb időt vesz igénybe. Sürgős megrendelések esetén a mérési terv felvételénél egyeztetni lehet a minták kezelésének sorrendjéről, és a mérés ütemezéséről a laboratórium minden esetben tájékoztatást ad a minta beérkezése után.

Hogyan alakul a vizsgálat díja, és milyen adatok alapján kérhető ajánlat?

A vizsgálat díját a megrendelt vizsgálati tételek száma, a minták darabszáma, a szükséges előkészítési lépések és a mérési pontok mennyisége határozza meg. Egyetlen felületi keménységmérés és egy többzónás, metallográfiai előkészítést igénylő mélységi profilozás eltérő munkatartalommal bír, ezért a végleges árajánlatot a mérnökeink a minta anyagára, geometriájára, a kért eljárásra és a szükséges mérési pontok számára vonatkozó információk birtokában adják meg. Ajánlatkérés esetén elegendő megadni a termék megnevezését, az anyagminőséget, a vizsgálati célt és a kért keménységi mutatót, majd a mérnöki csapat részletes árajánlatot és mérési tervet küld vissza.

Milyen vizsgálati tételek tartoznak a felületi edzettség vizsgálatba, és mennyi mintát kell küldeni?

A vizsgálati tételek köre a termék típusától és az alkalmazandó eljárásoktól függ: edzett acélalkatrészeknél jellemző a felületi HRC-mérés és a keményedési mélység meghatározás, nitridált és cementált daraboknál a mélységi HV-profilozás, hegesztett kötéseinél a zónánkénti HV5–HV10 mérés, bevonatoknál a mikrokeménység-mérés keresztmetszeten, polimereknél pedig a Shore A/D mérés. A szükséges mintamennyiség jellemzően 100–500 g közötti, kis alkatrészeknél 3–5 darab, nagyméretű daraboknál pedig a mérhető felületet tartalmazó kivágott szakasz vagy próbadarab. A minta vastagságára és a mérési felület méretére vonatkozóan a mérnökeink a minta beérkezése előtt is adnak útmutatást, hogy a mérés megfelelően elvégezhető legyen.

Vékony PVD bevonat keménységét milyen terheléssel és hogyan mérik?

PVD-bevonatok, például TiN, TiAlN vagy DLC rétegek esetén a behatolás mélységét a rétegvastagság tízedrészénél kisebbre kell korlátozni, hogy a mért érték a bevonat saját keménységét tükrözze, ne az alapanyagét. A mérés jellemzően keresztmetszeti csiszolaton, Mikro-Vickers vagy Knoop eljárással, HV0,01–HV0,05 terheléstartományban, vagy mélység-erő görbét regisztráló nanokeménység-mérő berendezéssel történik. A rétegvastagságot a mérési tervvel összevetve választjuk meg a terhelést, és a mérési pontokat a felülettől mért távolságuk szerint értékeljük ki, így a bevonat keménysége mellett a bevonat és az alapanyag határzónája is jellemezhető.

Összegzés

A felületi edzettség vizsgálat a fémek, ötvözetek, hőkezelt felületek, bevonatok és polimer anyagok Vickers, Brinell, Rockwell, Knoop és Shore keménységi mutatóinak meghatározását, valamint nitridált, cementált és edzett rétegek mélységi keménységprofiljának kiértékelését foglalja magában. A vizsgálati határidő jellemzően 7–15 munkanap, a mintaigény általában 100–500 g közötti, és a mérési terv minden megrendelés esetén a termék típusához és a kért vizsgálati tételekhez igazodik.

Kapcsolódó vizsgálatok

• Rozsdamentes Acélcső Vizsgálat