Menghitung kekerasan

Jenis-Jenis Perhitungan Kekerasan

Perhitungan kekerasan dari suatu sampel material mengukur seberapa baik material tersebut dapat menahan deformasi permanen pada skala nano atau mikro. Ada berbagai jenis kekerasan, seperti Vickers, Brinell, Knoop, dan Rockwell. Meskipun kita sering melihat kekerasan dinyatakan dalam satuan yang berbeda, tidak peduli metodenya, semuanya mencoba mengukur hal yang sama: ketahanan gores. Menurut sebuah studi, ketahanan gores adalah prediktor terbaik kemampuan suatu material untuk menahan deformasi dalam aplikasi dunia nyata. Ada empat jenis utama perhitungan kekerasan:

• Kekerasan Vickers

  Metode Vickers menggunakan indentor berlian yang sama dengan metode lainnya tetapi dengan bentuk yang berbeda. Berlian Vickers adalah piramida persegi dengan sudut 136 derajat pada ujungnya. Ini membuat lekukan diagonal yang dapat diukur dengan mikroskop. Skala Vickers mengukur kekerasan dengan menentukan ukuran lekukan yang dibuat oleh indentor berlian di bawah beban tertentu. Rumus untuk menghitung angka kekerasan Vickers (HV) adalah sebagai berikut: HV = 1.854P/d², di mana P adalah beban dalam kgf, d adalah diagonal rata-rata dalam mm, dan 1.854 adalah konstanta. Kekerasan Vickers berlaku untuk semua material logam, terlepas dari kekasarannya, dan memungkinkan penggunaan beban tinggi dan rendah. Ini memiliki keuntungan dapat diterapkan pada material berbutir kasar dan halus, serta zat super keras.

• Kekerasan Brinell

  Pengujian kekerasan Brinell digunakan untuk menentukan kekerasan material dengan struktur yang relatif kasar. Bola baja keras ditekan ke dalam benda uji di bawah beban tertentu. Diameter lekukan yang tertinggal di permukaan kemudian diukur. Rumus untuk menghitung kekerasan Brinell adalah HB = 2P/πD(1 - e), di mana P = beban uji; e = kedalaman lekukan; dan D = diameter rata-rata lekukan. Uji ini memiliki sensitivitas rendah terhadap kekasaran, sehingga memungkinkan pengukuran kekerasan benda uji besar, kerak, dan material non-logam. Namun, uji kekerasan Brinell memerlukan waktu uji yang lama dan tidak dapat menguji tempat yang sama berulang kali.

• Kekerasan Knoop

  Uji kekerasan Knoop adalah metode yang mengukur kekerasan material dengan lekukan skala kecil. Ini menggunakan indentor berlian dengan bentuk piramida dan diagonal panjang yang membuat lekukan yang dapat diukur secara akurat. Kekerasan Knoop dihitung menggunakan rumus HK = 14.229P/L, di mana P = gaya dalam kg dan L = panjang dalam mm. Kekerasan Knoop cocok untuk material yang sangat rapuh, lembaran tipis, lapisan, dan material seperti serat.

• Kekerasan Rockwell

  Pengujian kekerasan Rockwell menggunakan bola baja keras berdiameter kecil atau kerucut berlian untuk menekan material. Uji pendahuluan kecil pertama kali dilakukan; kemudian, uji utama menyusul. Kedalaman lekukan yang dibuat oleh bola di bawah beban tertentu diukur. Hasilnya dinyatakan sebagai huruf alfabet (A, B, C, dll.) digabungkan dengan angka. Rumus kekerasan Rockwell adalah HR = (d - D)/L, di mana d dan D adalah kedalaman lekukan setelah dan di bawah beban yang diberikan, dan L adalah koefisien koreksi. Ini memiliki penentuan kekerasan yang sederhana dan cepat dengan berat tetap dan kedalaman lekukan kecil untuk material dengan ketebalan kecil.

Fungsi dan Fitur Alat Perhitungan Kekerasan

Kalkulator kekerasan menentukan kekerasan suatu material menggunakan beberapa rumus. Kekerasan adalah ketahanan material terhadap goresan, sehingga perhitungan kekerasan sangat penting untuk aplikasi teknik. Berikut ini adalah fungsi dan fitur alat yang digunakan untuk menghitung kekerasan.

• Akurasi dan presisi: Kalkulator kekerasan yang akurat memberikan hasil yang tepat untuk kekerasan berbagai material. Ini mengonversi dan membandingkan nilai dari skala yang berbeda tanpa kesalahan.
• Skala kekerasan ganda: Kalkulator skala kekerasan ganda memiliki bagan yang menunjukkan skala kekerasan berbeda seperti Rockwell, Brinell, Knoop, Vickers, Mohs, dan Shore. Ini membantu pengguna untuk memahami dan membandingkan nilai dengan mudah.
• Tampilan digital: Sistem pengukuran kekerasan digital memiliki layar digital untuk menampilkan nilai kekerasan yang dihitung. Layar digital meningkatkan kejelasan dibandingkan dengan sistem analog yang menggunakan jarum untuk menunjukkan pembacaan. Selain itu, layar digital mudah dibaca dan sulit untuk salah menafsirkan hasilnya.
• Penyimpanan data: Beberapa kalkulator kekerasan memiliki fungsi penyimpanan data untuk menyimpan hasil uji kekerasan. Sistem penyimpanan dapat berupa memori internal, penyimpanan eksternal, atau keduanya. Fungsi penyimpanan memungkinkan pengguna untuk menyimpan data untuk referensi di masa mendatang, menganalisis tren, dan memverifikasi pengendalian kualitas.
• Komunikasi data: Fitur komunikasi data memungkinkan pengguna untuk mentransfer hasil ke perangkat berbeda seperti komputer, printer, atau ponsel. Koneksi dapat berupa nirkabel atau kabel. Fitur ini memungkinkan pengguna untuk mengatur, menganalisis, dan mencetak hasil uji dengan mudah.
• Kustomisasi uji/beban: Kalkulator kekerasan dengan fitur kustomisasi uji/beban dapat menyesuaikan kondisi uji sesuai kebutuhan. Kondisi ini meliputi jumlah kondisi, nilai beban, kedalaman penetrasi, dan konversi uji. Kemampuan kustomisasi memberikan hasil yang akurat berdasarkan spesifikasi industri.
• Bertenaga baterai atau dapat diisi ulang: Sebagian besar perangkat pengukur kekerasan bersifat portabel, sehingga bertenaga baterai atau dapat diisi ulang. Sumber daya memungkinkan pengguna untuk melakukan uji kekerasan di lokasi berbeda tanpa terhubung ke stopkontak.
• Konstruksi yang kokoh: Alat perhitungan kekerasan dengan konstruksi yang kokoh tahan lama dan tahan terhadap keausan dan sobek. Insinyur mungkin perlu melakukan uji kekerasan dalam kondisi keras atau lingkungan industri. Bangunan yang kuat dapat menahan benturan, jatuh, dan penanganan yang kasar.

Aplikasi Perhitungan Kekerasan

Mesin uji kekerasan digunakan secara luas di beberapa industri dan memiliki berbagai aplikasi, seperti berikut:

Konstruksi - Industri menggunakan mesin uji kekerasan untuk menguji kekuatan dan kekerasan material seperti baja dan beton sebelum menggunakannya dalam proyek konstruksi. Mengetahui kekerasan material ini membantu memastikan bahwa mereka cukup kuat untuk menahan dan menopang struktur seperti jembatan, bangunan, dan konstruksi lainnya.

Manufaktur - Kekerasan berbagai material diuji oleh bengkel mesin dan manufaktur menggunakan mesin uji kekerasan untuk menentukan apakah mereka cocok untuk membuat komponen mesin, alat, dan produk lainnya. Kekerasan material memengaruhi ketahanan aus, ketahanan, dan kinerja keseluruhannya.

Dirgantara dan otomotif - Industri ini menggunakan uji kekerasan untuk memeriksa kekerasan material yang digunakan untuk membuat komponen yang harus kuat, tangguh, dan tahan aus, seperti roda gigi, poros, bantalan, dan komponen lainnya.

Pengolahan logam - Fabrikator logam menggunakan mesin uji kekerasan untuk menguji kekerasan logam setelah proses seperti perlakuan panas, penempaan, dan permesinan untuk memastikan tingkat kekerasan memenuhi spesifikasi yang diinginkan.

Energi dan Pertambangan - Produsen bor dan produsen peralatan pertambangan menggunakan uji kekerasan untuk menguji kekerasan material yang digunakan untuk membuat mata bor, alat potong, dan peralatan lainnya untuk memastikan bahwa mereka cukup kuat untuk menahan keausan dan sobek.

Cara Memilih Mesin Perhitungan Kekerasan

Saat memilih mesin uji kekerasan, penting untuk mempertimbangkan aplikasi tempat mesin tersebut akan digunakan. Mesin yang berbeda cocok untuk material dan jenis uji yang berbeda.

• Material

  Hal pertama yang perlu dipertimbangkan adalah material yang akan diuji dengan mesin. Mempertimbangkan penggunaan mesin uji kekerasan Rockwell, misalnya, produk baja seperti poros atau roda gigi, jenis mesin yang akan digunakan haruslah mesin baja Rockwell. Mesin biasanya memiliki tabel yang menunjukkan material tempat mereka akan digunakan untuk menghitung kekerasan. Menggunakan mesin yang salah dapat menyebabkan hasil yang tidak akurat.

• Metode Uji

  Hal penting lain yang perlu dipertimbangkan adalah jenis uji yang akan dilakukan. Ini karena mesin yang berbeda menggunakan metode uji yang berbeda. Mesin uji kekerasan Vickers biasanya digunakan untuk menghitung kekerasan logam non-ferrous. Ini menggunakan metode lekukan untuk melakukan uji, dan desainnya termasuk indentor berlian. Mesin seperti ini dapat dipilih jika metode lekukan lebih disukai.

• Ketebalan Material

  Penting untuk mengetahui ketebalan material yang akan diuji karena beberapa metode uji dapat digunakan untuk material tipis. Mesin uji kekerasan Leeb sangat ideal untuk menghitung kekerasan material dengan ketebalan kurang dari 10 mm. Ini karena portabel, mudah digunakan, dan lebih murah daripada pilihan lainnya.

• Porositas

  Untuk material dengan porositas, mesin uji harus dipilih sesuai dengan jenis porositas dan materialnya. Mesin uji kekerasan Brinell sangat ideal untuk menghitung kekerasan logam non-ferrous dengan porositas. Ini menerapkan bola baja atau karbida yang dikeraskan ke material, dan ukuran lekukan yang tertinggal diukur. Mesin yang dipilih harus sesuai dengan jenis porositas untuk mendapatkan hasil yang akurat.

• Biaya dan Pemeliharaan

  Biaya dan kontrak pemeliharaan adalah hal penting lain yang perlu dipertimbangkan saat memilih mesin uji kekerasan. Mesin uji portabel harganya lebih murah daripada mesin stasioner. Mereka juga tidak memerlukan banyak pemeliharaan untuk menjaga agar berfungsi dengan baik. Ini menjadikannya pilihan yang baik untuk bisnis yang ingin menghabiskan lebih sedikit untuk mesin uji.

Tanya Jawab

Q1. Apa material terkeras pada skala kekerasan Mohs?

A1. Talk adalah yang paling lunak, dan berlian adalah yang terkeras menurut skala Mohs.

Q2. Apakah skala kekerasan Mohs linier?

A2. Tidak, skala kekerasan Mohs tidak linier. Kekerasan meningkat secara konsisten, tetapi skalanya tidak linier.

Q3. Apa itu uji kekerasan?

A3. Uji kekerasan adalah penentuan seberapa tahan suatu material terhadap deformasi lokal. Ini biasanya dilakukan menggunakan metode uji standar untuk menentukan kekerasan suatu material.

Q4. Ada berapa skala kekerasan berbeda?

A4. Ada beberapa skala kekerasan berbeda yang tersedia, seperti skala Brinell, Mohs, Shore, Vickers, Knoop, dan Rockwell.