Метода механичког испитивања кочионих папуча од ливеног гвожђа које се користе у возним средствима (избор тврдоће кочионих папуча)

Избор опреме за механичко испитивање кочионих папуча од ливеног гвожђа мора бити у складу са стандардом: ICS 45.060.20. Овај стандард наводи да је испитивање механичких својстава подељено на два дела:

1. Тест затезања

Мора се спровести у складу са одредбама стандарда ISO 6892-1:2019. Димензије и квалитет обраде узорака за затезање морају испуњавати захтеве стандарда ISO 185:2005.

2. Метода испитивања тврдоће

Мора се спровести у складу са ISO 6506-1:2014. Узорци за мерење тврдоће се исеку из доње половине посебно ливеног испитног штапа; ако нема испитног штапа, узима се једна кочиона папуча, са њене стране се одсеца 6 мм – 10 мм, а тврдоћа се мери на 4 тачке испитивања, при чему се просечна вредност сматра резултатом испитивања.

Основа методе испитивања тврдоће

Стандард ISO 6506-1:2014 „Метални материјали – Испитивање тврдоће по Бринелу – Део 1: Метода испитивања“ одређује принцип, симболе и објашњења, опрему за испитивање, узорке, поступке испитивања, несигурност резултата и извештај о испитивању за испитивање тврдоће металних материјала по Бринелу.

2.1 Избор опреме за тестирање: Бринелов тестер тврдоће (препоручује се првенствено)

Предности: Површина удубљења је велика, што може одражавати укупну тврдоћу материјала од ливеног гвожђа (ливено гвожђе може имати неравномерну структуру), а резултати су репрезентативнији.

Погодан је за ливено гвожђе средње и ниске тврдоће (HB 80 – 450), што у потпуности покрива опсег тврдоће кочионих папуча од ливеног гвожђа.

Операција је релативно једноставна, а захтеви за површинску обраду узорка су релативно ниски (генерално је довољно Ra 1,6 – 6,3 μm).

2.2 Принцип Бринеловог теста тврдоће

Принцип се може сумирати на следећи начин: Куглица од тврде легуре (или куглица од каљеног челика) пречника 10 мм се утискује у површину узорка под одређеном силом испитивања (нпр. 3000 кгф). Након мерења пречника удубљења, израчунава се вредност тврдоће (HBW) како би се окарактерисала способност материјала да се одупре пластичној деформацији. Његова основна предност лежи у високој репрезентативности резултата, која може одражавати макроскопске карактеристике тврдоће материјала. То је класична метода која се широко користи у испитивању перформанси металних материјала.

2.3 Симболи и објашњења вредности тврдоће по Бринелу

Основна дефиниција вредности тврдоће по Бринелу (HBW) је: однос силе испитивања (F) и површине удубљења (A), са јединицом MPa (али обично јединица није означена, већ се користи само нумеричка вредност). Формула за израчунавање је следећа: HBW=πD(D−D2−d2​)2×0,102×F
Где:

F је сила испитивања (јединица: N);

D је пречник увлачивача (јединица: mm);

d је просечан пречник удубљења (јединица: mm);

Коефицијент „0,102“ је фактор конверзије који се користи за претварање јединице силе испитивања из kgf у N (ако се израчунава директно у N, формула се може поједноставити).

Из формуле се може видети да под истом силом испитивања и пречником удубљења, што је мањи пречник удубљења, то је већа способност материјала да се одупре пластичној деформацији и већа је вредност тврдоће по Бринелу; обрнуто, што је нижа вредност тврдоће.

Према карактеристикама материјала кочионих папуча од ливеног гвожђа (сиви лив), параметри теста тврдоће по Бринелу су обично следећи:

Тестна сила (F): Генерално се користи 3000 kgf (29,42 kN), а одговарајући симбол тврдоће је „HBW 10/3000“.

Напомена: Ако је узорак танак или је материјал мекан, сила испитивања може се подесити (нпр. 1500 kgf или 500 kgf) у складу са ISO 6506-1:2014, али то мора бити назначено у извештају о испитивању.