Δοκιμή σκληρότητας Knoop — ASTM E384 / ISO 4545

Τι είναι η Knoop;

Η δοκιμή σκληρότητας Knoop είναι μια μέθοδος μικροσκληρότητας που χρησιμοποιεί μια επιμήκη ρομβική εσοχή διαμαντιού με διαγώνιο λόγο περίπου 7:1. Επειδή αφήνει μια ρηχή εσοχή, προτιμάται για πολύ λεπτές στρώσεις και εύθραυστα υλικά.

Σκοπός της Knoop

Ο σκοπός είναι να προσδιοριστεί η σκληρότητα σε υλικά όπως λεπτές επικαλύψεις, γυαλί και κεραμικά, πολύ λεπτά για να χωρέσει μια εσοχή Vickers.

Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Knoop;

Λεπτές επικαλύψεις
Γυαλί και κεραμικό
Επιφανειακά σκληρυμένα στρώματα
Επιστρώσεις κοπτικών εργαλείων

Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Knoop;

ΜέταλλοΧάλυβαςΜηχανήματαΒιομηχανικός ΕξοπλισμόςΠλαστικά είδη

Πρότυπα σχετικά με τη Knoop

ASTM E384
ISO 4545-1

Συνθήκες της Knoop

εσοχή: Επιμήκης ρομβική διαμαντένια πυραμίδα (διαγώνιος λόγος ~7:1)
Φορτίο: Γενικά μικρο φορτία. εύρος 10 gf – 1 kgf
Ώρα παραμονής: Καθορίζεται σε τυπικό, συνήθως 10–15 δευτερόλεπτα
Επιφάνεια: Γυαλισμένο μεταλλογραφικά

Εξοπλισμός για τη Knoop

Μηχανή μικροσκληρότητας (με εσοχή Knoop)
Οπτικό σύστημα μέτρησης υψηλής μεγέθυνσης
Εξέδρα προετοιμασίας δειγμάτων
Μπλοκ αναφοράς

Απαιτήσεις δείγματος για τη Knoop

Η επιφάνεια πρέπει να είναι γυαλισμένη και απαλλαγμένη από στρώμα παραμόρφωσης
Μπορεί να χρειαστεί να ληφθεί μια διατομή για τη μέτρηση της επίστρωσης
Ο αριθμός των μετρήσεων καθορίζεται ανάλογα με την εφαρμογή

Διάρκεια της Knoop

Η μέτρηση είναι σύντομη. Η προετοιμασία του δείγματος καθορίζει τη συνολική διάρκεια.

Διαδικασία της Knoop

1Το δείγμα είναι γυαλισμένο.
2Επιλέγεται το κατάλληλο μικροφορτίο.
3Η εσοχή πιέζεται για την καθορισμένη διάρκεια.
4Μετράται η μεγάλη διαγώνιος της εσοχής και υπολογίζεται η σκληρότητα.
5Η μέτρηση επαναλαμβάνεται όσες φορές χρειάζεται.

Κριτήρια αποδοχής της Knoop

Το εύρος αποδοχής δίνεται στην προδιαγραφή προϊόντος ή επίστρωσης.

Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων

Η μέτρηση της μεγάλης διαγωνίου είναι ευαίσθητη. Η οπτική διαύγεια και η ποιότητα στίλβωσης επηρεάζουν άμεσα το αποτέλεσμα. Οι παραμορφωμένες ή ραγισμένες εσοχές εξαιρούνται από την αξιολόγηση.

Έκθεση της Knoop

Εφαρμόστηκε πρότυπο
Χρόνος φόρτωσης και παραμονής
Θέσεις μέτρησης
Μεμονωμένες τιμές σκληρότητας

Διαπίστευση

Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.

Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.

Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσεις

Σχετικοί Κανονισμοί

Προδιαγραφές επίστρωσης και επιφανειακής επεξεργασίας

Mekanik Testler — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;

Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Knoop· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.

Οι μηχανικές δοκιμές μετρούν πώς συμπεριφέρεται ένα υλικό ή εξάρτημα υπό δύναμη. Η οικογένεια εκτείνεται από στατική φόρτιση (εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη) έως εξαρτώμενη από τον χρόνο συμπεριφορά (κόπωση, ερπυσμός), και από σκληρότητα και φθορά έως δυσθραυστότητα.

Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των δοκιμών είναι ότι το αποτέλεσμα αναφέρεται ως ιδιότητα υλικού. Το όριο διαρροής ή η σκληρότητα δεν είναι απόφαση συμμόρφωσης· είναι αριθμητικά δεδομένα με τα οποία θα συγκριθεί ο σχεδιασμός και το πρότυπο προϊόντος. Οι εκθέσεις μηχανικών δοκιμών επομένως συνήθως αποτελούν είσοδο για μηχανική απόφαση παρά για έγκριση προϊόντος — επιλογή υλικού, συντελεστής ασφαλείας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής.

Η διάκριση μεταξύ στατικής και δυναμικής συμπεριφοράς είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Ένα εξάρτημα μπορεί να φαίνεται εντελώς αφόρτιστο υπό στατικό φορτίο αλλά να σπάει υπό επαναλαμβανόμενη φόρτιση· η θραύση κόπωσης συμβαίνει σε τάσεις πολύ κάτω από το όριο διαρροής και δεν δίνει προειδοποίηση. Για περιστρεφόμενα, δονούμενα ή κυκλικά φορτιζόμενα εξαρτήματα, μια δοκιμή εφελκυσμού μόνη της δεν αποτελεί επομένως επαρκές αποδεικτικό στοιχείο.

Οι συνθήκες δοκιμής καθορίζουν το αποτέλεσμα, και αυτό είναι κρίσιμο για την αναγνωσιμότητα της έκθεσης: γεωμετρία δοκιμίου, ρυθμός φόρτισης, θερμοκρασία, ρύθμιση συνθηκών και διάταξη σύσφιξης. Το ίδιο υλικό δίνει διαφορετικές τιμές υπό διαφορετικές συνθήκες. Στα πλαστικά η επίδραση ρυθμού είναι πολύ έντονη, στα μέταλλα η επίδραση θερμοκρασίας· στα σύνθετα ο προσανατολισμός του δοκιμίου αλλάζει εντελώς το αποτέλεσμα.

Η σκληρότητα είναι η πιο κακώς χρησιμοποιούμενη μέτρηση στον τομέα. Επειδή είναι γρήγορη, σχεδόν μη καταστροφική και φθηνή, χρησιμοποιείται συχνά αντί της αντοχής. Υπάρχουν πίνακες μετατροπής σκληρότητας σε αντοχή, αλλά είναι κατά προσέγγιση και εξαρτώνται από την ομάδα υλικού· η χρήση τους ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού είναι λανθασμένη.

Η πλευρά της μηχανικής θραύσης απαιτεί ειδική επάρκεια. Οι μετρήσεις δυσθραυστότητας και ρυθμού ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό πόσο θα αντέξει μια ρηγματωμένη κατασκευή· αποτελούν τη βάση του σχεδιασμού ανοχής βλάβης σε τομείς όπως εξοπλισμός υπό πίεση, αεροπορικές κατασκευές και αγωγοί.

Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα

Στατικές δοκιμές
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, διάτμηση και στρέψη. Λαμβάνονται όριο διαρροής και αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση και μέτρο ελαστικότητας.
Δοκιμές κρούσης
Κρούση εντομής Charpy και Izod· η συμπεριφορά μετάβασης εύθραυστου-όλκιμου του υλικού καθορίζεται συναρτήσει της θερμοκρασίας.
Σκληρότητα
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore και μικροσκληρότητα. Πολύτιμη για το βάθος επεξεργασίας επιφάνειας και τοπικές διαφορές αντοχής.
Κόπωση
Αξονική κόπωση ελεγχόμενη από δύναμη και παραμόρφωση, κόπωση κάμψης· καμπύλες S-N και όριο αντοχής.
Ερπυσμός και χαλάρωση τάσης
Συμπεριφορά υπό μακροχρόνιο φορτίο σε υψηλή θερμοκρασία· καθοριστική για υλικά λεβήτων, στροβίλων και εξοπλισμού υπό πίεση.
Μηχανική θραύσης
Δυσθραυστότητα επίπεδης παραμόρφωσης, ολοκλήρωμα J, CTOD και ρυθμός ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης.
Φθορά και τριβή
Φθορά Taber και περιστρεφόμενου τυμπάνου, μετρήσεις συντελεστή τριβής.

Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα

Ο υπολογισμός αντοχής από σκληρότητα είναι κατά προσέγγιση· δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού.
Η επαρκής στατική αντοχή δεν αποδεικνύει την αντοχή σε κόπωση· ένα κυκλικά φορτιζόμενο εξάρτημα απαιτεί ξεχωριστή δοκιμή.
Αν δεν αναφέρονται ο ρυθμός δοκιμής και η θερμοκρασία, το αποτέλεσμα δεν είναι συγκρίσιμο — ιδίως σε πολυμερή και σύνθετα υλικά.
Ένα δοκίμιο δοκιμής και το πραγματικό εξάρτημα ενδέχεται να μην δίνουν την ίδια τιμή· ο προσανατολισμός καλουπιού, οι γραμμές συγκόλλησης και οι διαφορές επιφανειακής επεξεργασίας έχουν όλες επίδραση.
Μια τιμή αντοχής που δίνεται για ένα σύνθετο υλικό χωρίς αναφορά στον προσανατολισμό του δοκιμίου είναι χωρίς νόημα.
Τα αντίστοιχα ASTM και ISO μετρούν το ίδιο μέγεθος αλλά χρησιμοποιούν διαφορετική γεωμετρία δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα.

Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα

Επαλήθευση σχεδιασμού και επιλογή υλικού
Έλεγχος εισερχόμενου υλικού και έγκριση προμηθευτή
Πλήρωση των μηχανικών απαιτήσεων του προτύπου προϊόντος
Ανάλυση αστοχίας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής και υπολογισμός ανοχής βλάβης
Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας

Σχετικά τεστ

Συχνές ερωτήσεις για τη Knoop

Πώς γίνεται η επιλογή μεταξύ Knoop και Vickers;

Στο ίδιο φορτίο, μια εσοχή Knoop είναι πιο ρηχή και μεγαλύτερη, γι' αυτό και προτιμάται για πολύ λεπτές στρώσεις και εύθραυστα υλικά. Το Vickers χρησιμοποιείται ευρύτερα και έχει πλουσιότερα συγκριτικά δεδομένα.