Metoda mehanskega preskušanja zavornih čeljusti iz litega železa, ki se uporabljajo v železniškem voznem parku (izbira testerja trdote zavornih čeljusti)

Izbira opreme za mehansko preskušanje zavornih čeljusti iz litega železa mora biti v skladu s standardom: ICS 45.060.20. Ta standard določa, da je preskušanje mehanskih lastnosti razdeljeno na dva dela:

1. Natezni preizkus

Izvaja se v skladu z določbami standarda ISO 6892-1:2019. Dimenzije in kakovost obdelave nateznih vzorcev morajo izpolnjevati zahteve standarda ISO 185:2005.

2. Metoda testiranja trdote

Izvaja se v skladu s standardom ISO 6506-1:2014. Vzorci trdote se izrežejo iz spodnje polovice ločeno ulite preskusne palice; če preskusne palice ni, se vzame ena zavorna čeljust, z njene strani se poskoblja 6 mm–10 mm in trdota se izmeri na 4 preskusnih točkah, pri čemer se kot rezultat preskusa uporabi povprečna vrednost.

Osnova metode merjenja trdote

Standard ISO 6506-1:2014 »Kovinski materiali – Preskus trdote po Brinellu – 1. del: Preskusna metoda« določa načelo, simbole in razlage, preskusno opremo, vzorce, preskusne postopke, negotovost rezultatov in poročilo o preskusu za preskus trdote po Brinellu za kovinske materiale.

2.1 Izbira preskusne opreme: Brinell trdotomer (priporočeno najprej)

Prednosti: Območje vdolbine je veliko, kar lahko odraža splošno trdoto litoželeznega materiala (litoželezo ima lahko neenakomerno strukturo), rezultati pa so bolj reprezentativni.

Primeren je za lito železo srednje in nizke trdote (HB 80–450), kar v celoti pokriva območje trdote litoželeznih zavornih čeljusti.

Postopek je relativno preprost, zahteve glede površinske obdelave vzorca pa so relativno nizke (običajno zadostuje Ra 1,6–6,3 μm).

2.2 Načelo Brinellovega preskusa trdote

Načelo lahko povzamemo takole: Kroglica iz trde zlitine (ali kaljena jeklena kroglica) s premerom 10 mm se pod določeno preskusno silo (npr. 3000 kgf) stisne v površino vzorca. Po merjenju premera vdolbine se izračuna vrednost trdote (HBW), ki označuje sposobnost materiala, da se upre plastični deformaciji. Njena glavna prednost je v visoki reprezentativnosti rezultatov, ki lahko odražajo makroskopske značilnosti trdote materiala. Gre za klasično metodo, ki se pogosto uporablja pri preizkušanju lastnosti kovinskih materialov.

2.3 Simboli in razlage vrednosti trdote po Brinellu

Osnovna definicija trdote po Brinellu (HBW) je: razmerje med preskusno silo (F) in površino vdolbine (A) v enoti MPa (vendar enota običajno ni označena, ampak se uporablja le numerična vrednost). Formula za izračun je naslednja: HBW=πD(D−D2−d2​)2×0,102×F
Kje:

F je preskusna sila (enota: N);

D je premer vdolbine (enota: mm);

d je povprečni premer vdolbine (enota: mm);

Koeficient »0,102« je pretvorbeni faktor, ki se uporablja za pretvorbo enote preskusne sile iz kgf v N (če se izračuna neposredno v N, se formula lahko poenostavi).

Iz formule je razvidno, da pri enaki preskusni sili in premeru vdolbine velja, da manjši kot je premer vdolbine, močnejša je odpornost materiala na plastično deformacijo in višja je trdota po Brinellu; obratno, nižja je trdota.

Glede na materialne značilnosti litoželeznih zavornih čeljusti (siva litina) so parametri preskusa trdote po Brinellu običajno naslednji:

Preskusna sila (F): Na splošno se uporablja 3000 kgf (29,42 kN), ustrezni simbol trdote pa je »HBW 10/3000«.

Opomba: Če je vzorec tanek ali material mehak, se lahko preskusna sila prilagodi (na primer 1500 kgf ali 500 kgf) v skladu s standardom ISO 6506-1:2014, vendar je to treba navesti v poročilu o preskusu.