Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών Εργαστηριακό Μέρος Ενότητα 2: Σκληρομέτρηση Μεταλλικών Υλικών Ευάγγελος Φουντουκίδης Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε.

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί Ενότητας Στην εργαστηριακή άσκηση «Σκληρομέτρηση Μεταλλικών Υλικών» θα μετρηθούν με τη μέθοδο Rockwell B οι σκληρότητες δοκιμίων αλουμινίου, χαλκού, μπρούντζου και ανοπτημένου χάλυβα. 4

5 Περιεχόμενα Ενότητας Όργανα - Υλικά Μετρήσεις Rockwell B Μετρήσεις Rockwell B Σκληρότητας Χάλυβα Tempcore Κάθετη Διατομή Χάλυβα Οπλισμού Πρότυπα ASTM για τη Σκληρότητα Μεταλλικών Υλικών Πρότυπα ISO για τη Σκληρότητα Μεταλλικών Υλικών Τα Ελληνικά Πρότυπα ΕΛΟΤ EN ISO Επίλογος: Εξελίξεις στη Σκληρομέτρηση 5

6 Πειραματικό Μέρος 6

7 Όργανα - Υλικά Σκληρόμετρο Brinell WPM Σκληρόμετρο Rockwell WPM Οπτικό Μεταλλογραφικό Μικροσκόπιο Leitz Metallovert Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Πρότυπα δοκίμια σκληρομέτρησης Κατάλληλα προετοιμασμένα δοκίμια αλουμινίου, χαλκού, μπρούντζου και χάλυβα. 7

8 Μετρήσεις Rockwell B Θα μετρηθούν με τη μέθοδο Rockwell B οι σκληρότητες δοκιμίων αλουμινίου, χαλκού, μπρούντζου και ανοπτημένου χάλυβα. Η μέτρηση γίνεται σε 2 διαφορετικά σημεία και ως σκληρότητα λαμβάνεται ο μέσος όρος των μετρήσεων. Συμπληρώνεται πίνακας πειραματικών μετρήσεων. Για κάθε δοκίμιο και για κάθε μέτρηση ελέγχεται η ακρίβεια των μετρήσεων με βάση τους περιορισμούς της μεθόδου. Τα υλικά ταξινομούνται βάσει σκληρότητας (από το πιο μαλακό προς το πιο σκληρό). 8

9 Μετρήσεις Rockwell B Σκληρότητας Χάλυβα Tempcore Σε κάθετη διατομή κατάλληλα προετοιμασμένου δοκιμίου δομικού χάλυβα Tempcore μετρείται η σκληρότητα με τη μέθοδο Rockwell B. Η μέτρηση γίνεται σε 9 διαδοχικά σημεία μίας διαμέτρου και οι μετρήσεις καταγράφονται σε πίνακα: Απόσταση από το κέντρο (mm) Σκληρότητα (HRB) Οι παραπάνω τιμές τοποθετούνται σε διάγραμμα, άξονας Χ (απόσταση από το κέντρο, mm), άξονας Υ (σκληρότητα (HRB)). Σχολιάζονται οι τιμές σκληρότητας σε σχέση με την απόσταση από το κέντρο και αιτιολογείται η απάντηση. 9

10 Κάθετη Διατομή Χάλυβα Οπλισμού 10

11 Πρότυπα ASTM για τη Σκληρότητα Μεταλλικών Υλικών ASTM E10-12 Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials ASTM E18-12 Standard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials ASTM E Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness ASTM E384-11e1 Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials ASTM A370-12a Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products 11

12 Πρότυπα ISO για τη Σκληρότητα Μεταλλικών Υλικών -1 ISO :2005 Metallic materials -- Brinell hardness test -- Part 1: Test method ISO :2005 Metallic materials -- Brinell hardness test -- Part 2: Verification and calibration of testing machines ISO :2005 Metallic materials -- Brinell hardness test -- Part 3: Calibration of reference blocks ISO :2005 Metallic materials -- Brinell hardness test -- Part 4: Table of hardness values ISO :2005 Metallic materials -- Vickers hardness test -- Part 1: Test method ISO :2005 Metallic materials -- Vickers hardness test -- Part 2: Verification and calibration of testing machines 12

13 Πρότυπα ISO για τη Σκληρότητα Μεταλλικών Υλικών -2 ISO :2005 Metallic materials -- Vickers hardness test -- Part 3: Calibration of reference blocks ISO :2005 Metallic materials -- Vickers hardness test -- Part 4: Tables of hardness values ISO :2005 Metallic materials -- Rockwell hardness test - - Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) ISO :2005 Metallic materials -- Rockwell hardness test - - Part 2: Verification and calibration of testing machines (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) ISO :2005 Metallic materials -- Rockwell hardness test - - Part 3: Calibration of reference blocks (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) 13

14 Τα Ελληνικά Πρότυπα ΕΛΟΤ EN ISO -1 ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Brinell - Μέρος 1: Μέθοδος δοκιμής ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Brinell - Μέρος 2: Έλεγχος και διακρίβωση των μηχανών δοκιμής ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Brinell - Μέρος 3: Βαθμονόμηση των πλακιδίων αναφοράς ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Brinell - Μέρος 4: Πίνακες τιμών σκληρότητας ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Vickers - Μέρος 1: Μέθοδος δοκιμής ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Vickers - Μέρος 2: Έλεγχος και διακρίβωση των μηχανών δοκιμής 14

15 Τα Ελληνικά Πρότυπα ΕΛΟΤ EN ISO -2 ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Vickers - Μέρος 3: Βαθμονόμηση των πλακιδίων αναφοράς ΕΛΟΤ ΕΝ ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Vickers - Μέρος 4: Πίνακες τιμών σκληρότητας ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Rockwell - Μέρος 1: Μέθοδος δοκιμής (κλίμακες A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T) ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Rockwell - Μέρος 2: Έλεγχος και διακρίβωση των μηχανών δοκιμής (κλίμακες A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T) ΕΛΟΤ EN ISO Μεταλλικά υλικά - Δοκιμή σκληρότητας Rockwell - Μέρος 3: Βαθμονόμηση των πλακιδίων αναφοράς (κλίμακες A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T) 15

16 Επίλογος: Εξελίξεις στη Σκληρομέτρηση -1 Οι στατικές μέθοδοι όπως Brinell (1900), Rockwell (1919) και Vickers (1925) εξυπηρέτησαν την βιομηχανία για πάνω από 100 χρόνια, είναι εντυπωσιακό όμως ότι για πολλές δεκαετίες δεν είχε ανακαλυφθεί καμία νέα μέθοδος σκληρομέτρησης. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα όλων των παραπάνω μεθόδων ήταν ότι οι συσκευές ήταν επιτραπέζιες-σταθερές. 16

17 Επίλογος: Εξελίξεις στη Σκληρομέτρηση -2 Πλέον χρησιμοποιούνται και φορητά σκληρόμετρα, οπότε η σκληρομέτρηση μπορεί να γίνει επιτόπου, εύκολα, μα κυρίως εξίσου αξιόπιστα με τις σταθερές μεθόδους. Όπως π.χ.: Συσκευές μέτρησης σκληρότητας Rebound (με τη μέθοδο της αναπήδησης) Συσκευές μέτρησης σκληρότητας UCI (με τη μέθοδο της πτώσης της συχνότητας υπερήχου) Συσκευές μέτρησης σκληρότητας με τη μέθοδο TIV (με ηλεκτρονική μέθοδο οπτικού καθορισμού των διαγωνίων). 17

18 Τέλος Ενότητας 18