Geležinkelių riedmenyse naudojamų ketaus stabdžių trinkelių mechaninio bandymo metodas (stabdžių trinkelių kietumo matuoklio parinkimas)

Ketaus stabdžių trinkelių mechaninio bandymo įrangos pasirinkimas turi atitikti standartą: ICS 45.060.20. Šiame standarte nurodoma, kad mechaninių savybių bandymai skirstomi į dvi dalis:

1. Tempimo bandymas

Tai turi būti atliekama pagal ISO 6892-1:2019 nuostatas. Tempimo bandinių matmenys ir apdorojimo kokybė turi atitikti ISO 185:2005 reikalavimus.

2. Kietumo bandymo metodas

Tai turi būti įgyvendinama pagal ISO 6506-1:2014 standartą. Kietumo bandiniai turi būti išpjauti iš atskirai liejamo bandymo strypo apatinės pusės; jei bandymo strypo nėra, turi būti paimta viena stabdžių trinkelė, nuo jos šono nuobliuojama 6–10 mm, o kietumas matuojamas 4 bandymo taškuose, o vidutinė vertė yra bandymo rezultatas.

Kietumo bandymo metodo pagrindas

Standarte ISO 6506-1:2014 „Metalinės medžiagos. Brinelio kietumo bandymas. 1 dalis. Bandymo metodas“ nurodomas metalinių medžiagų Brinelio kietumo bandymo principas, simboliai ir paaiškinimai, bandymo įranga, pavyzdžiai, bandymo procedūros, rezultatų neapibrėžtis ir bandymo ataskaita.

2.1 Bandymo įrangos pasirinkimas: Brinelio kietumo matuoklis (pirmiausia rekomenduojamas)

Privalumai: Įdubimo plotas yra didelis, todėl gali atsispindėti bendras ketaus medžiagos kietumas (ketaus struktūra gali būti nevienoda), o rezultatai yra reprezentatyvesni.

Tinka vidutinio ir mažo kietumo ketui (HB 80–450), kuris visiškai apima ketaus stabdžių trinkelių kietumo diapazoną.

Operacija yra gana paprasta, o bandinio paviršiaus apdailos reikalavimai yra gana maži (paprastai pakanka Ra 1,6–6,3 μm).

2.2 Brinelio kietumo bandymo principas

Principą galima apibendrinti taip: 10 mm skersmens kietojo lydinio rutulys (arba grūdinto plieno rutulys) yra įspaudžiamas į bandinio paviršių, veikiant tam tikrai bandymo jėgai (pvz., 3000 kgf). Išmatavus įspaudimo skersmenį, apskaičiuojama kietumo vertė (HBW), apibūdinanti medžiagos gebėjimą atsispirti plastinei deformacijai. Pagrindinis šio metodo privalumas yra didelis rezultatų reprezentatyvumas, kuris gali atspindėti makroskopines medžiagos kietumo charakteristikas. Tai klasikinis metodas, plačiai naudojamas metalinių medžiagų eksploatacinių savybių bandymams.

2.3 Brinelio kietumo vertės simboliai ir paaiškinimai

Pagrindinis Brinelio kietumo vertės (HBW) apibrėžimas yra bandymo jėgos (F) ir įspaudimo paviršiaus ploto (A) santykis, kurio matavimo vienetas yra MPa (tačiau paprastai matavimo vienetas nepažymėtas ir naudojama tik skaitinė vertė). Skaičiavimo formulė yra tokia: HBW = πD (D − D2 − d2) 2 × 0,102 × F
Kur:

F yra bandymo jėga (vienetas: N);

D yra įdubiklio skersmuo (vienetas: mm);

d yra vidutinis įdubos skersmuo (vienetas: mm);

Koeficientas „0,102“ yra konversijos koeficientas, naudojamas bandymo jėgos vienetui konvertuoti iš kgf į N (jei skaičiuojama tiesiogiai N, formulę galima supaprastinti).

Iš formulės matyti, kad esant tai pačiai bandymo jėgai ir įdubimo skersmeniui, kuo mažesnis įdubimo skersmuo, tuo stipresnis medžiagos gebėjimas atsispirti plastinei deformacijai ir kuo didesnė Brinelio kietumo vertė; atvirkščiai, tuo mažesnė kietumo vertė.

Pagal ketaus stabdžių trinkelių (pilkojo ketaus) medžiagų savybes, Brinelio kietumo bandymo parametrai paprastai yra tokie:

Bandymo jėga (F): Paprastai naudojama 3000 kgf (29,42 kN) jėga, o atitinkamas kietumo simbolis yra „HBW 10/3000“.

Pastaba: Jei bandinys plonas arba medžiaga minkšta, bandymo jėgą galima reguliuoti (pvz., 1500 kgf arba 500 kgf) pagal ISO 6506-1:2014 standartą, tačiau tai turi būti nurodyta bandymo ataskaitoje.