Brinell-keménység

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A Brinell-keménység méri a fémek ellenállását egy acélgolyó bemélyedésekor, amit egy megadott erővel préselünk a vizsgálandó fém felületére. Az eljárást a svéd Johan August Brinell mérnök vezette be 1900-ban, az acél hőkezelésén dolgozva és mint szabvány 1924-ben jelent meg.

[szerkesztés] Az eljárás

Az eredeti szabvány szerint egy 10 mm átmérőjű edzett acél golyót 3000 kilogrammsúly vagyis 29 kilo-Newton erővel préselnek a tárgy felületére, majd megmérik a tárgy felületén hagyott bemélyedés átmérőjét. A kapott eredménnyel kiszámítják a Brinell-keménységet: $\mbox{BHN}=\frac{2P}{\pi D ({D-\sqrt{(D^2-d^2)})}}$ ahol:

BHN Brinell-keménység, az angol Brinell Hardness Number rövidítése
P a golyóra ható erő, kilogrammsúlyban
D a golyó átmérője, milliméterben
d a golyó által hagyott nyom átmérője, milliméterben

A kapott érték dimenziója egy nyomás (erő törve felszínnel), aminek a mértékegysége Pascal. Az erő ebben az esetben az, amivel a golyót préseljük (kilogrammsúly), a felület pedig az érintkezési felület a golyó bemélyedése után (mm²), így a mértékegység kgf/mm². A kémiai elemek oldalain, a táblázatban a Brinell-keménység megapascal-ban (MPa) van megadva (az erő newtonban, a felszín négyzetméterben kifejezve).

[szerkesztés] Jelölés

A BHN jelölés (rövidebben HB) a fent leírt körülményekre (golyó típusa, átmérője, erő nagysága) érvényes. Eredetileg az acél típusok meghatározására volt bevezetve, de később különböző anyagoknak is mérték a Brinell-keménységét (keményebbeknek is, de sokkal puhábbaknak is). A nagyon kemény anyagoknál az edzett acél golyó helyett, volfrámkarbid golyót használnak. A puhább anyagoknál az erő kisebb a standard 3000 kilogrammsúlynál. Ezért kiegészített jelöléssel találkozhatunk:

HB – standard körülmények
HBS – az S az angol steel (acél) rövidítése – edzett acél golyót használtak
HBS10/100 – 10 a golyó átmérője, milliméterben; 100 az erő kilogrammsúlyban
HBW10/3000 -W a golyó volfrámkarbid, 10 mm átmérőjű és 3000 kilogrammsúly az erő

[szerkesztés] Példák

Anyag	Brinell-keménység
Puhafa (fenyő)	1,6 HBS10/100
Keményfa	2,6 – 7,0 HBS10/100
Alumínium	15 HB
Réz	35 HB
Lágyacél	120 HB
Rozsdamentes acél	250 HB
Üveg	550 HB
Edzett szerszámacél	650 – 700 HB