HU194404B

HU194404B - Method for determining effective size of the indentations arised at hardness test and the hardness

Info

Publication number: HU194404B
Application number: HU434583A
Authority: HU
Inventors: Imre Eoerdoeg; Miklos Lanyi; Gyoergy Kalman; Balazs Veroe
Original assignee: Vasipari Kutato Fejleszto
Priority date: 1983-12-20
Filing date: 1983-12-20
Publication date: 1988-01-28
Also published as: HUT36270A

Abstract

A találmány tárgya eljárás keménységméréskor keletkezett lenyomatok mértékadó méretének és a keménységi mérőszámnak a meghatározására. A találmány lényege az, hogy a szokásos módon létrehozott lenyomat felnagyított képét zárt TV4ánc segítségével TV-képemyőn jelenítjük meg, és ugyanerre a TV-képernyőre egy területmérő egység (6) elektronikus utón pozícionálható és változtatható méretű mérőablakát (7) keverjük, majd a mérő ablakot (7) a Brinell- vagy Cikers-lenyomat képének (14) mértékadó méretéhez állítjuk és a területmérő egység (6) által így meghatározott aktuális területi mérőszámot villamos jelként megfelelően programozott célszámítógépbe (10) juttatjuk, amely meghatározza a keménység! mérőszámot.fl. ábra) -1-The present invention relates to a method for determining the size of the imprints obtained during hardness measurement and the hardness index. It is an object of the present invention to provide an enlarged view of an impression created in the usual manner by means of a closed TV4 chain on a TV screen, and to mix the measurement screen (7) of an area measuring unit (6) on the same TV screen and then the measuring window. (7) adjusting the size of the image (14) of the Brinell or Cikers imprint and assigning the actual area metric determined by the area unit (6) as an electrical signal to a properly programmed target computer (10) which determines the hardness! mérőszámot.fl. Figure -1-

Description

A találmány tárgya eljárás keménységméréskor keletkezett lenyomatok mértékadó méretének és a keménységi mérőszámnak a meghatározására.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for determining the standard size of hardness imprints and a hardness measure.

A kohászati és gépipari anyagvizsgálatban az egyik leggyakrabban használt vizsgálati eljárás a keménységmérés. A fémek és ötvözetek keménysége önmagában is fontos jellemző, de a keménység alapján sokszor a szilárdságra is következtethetünk, hiszen például a HB Brinell-keménység és az R_m szakítószilárdság között az összegüggés igen jó közelítéssel érvényes.One of the most commonly used test methods in metallurgical and mechanical materials testing is hardness measurement. The hardness of metals and alloys is important in itself, but it can often be inferred from the hardness, for example, the correlation between HB Brinell hardness and R _m tear strength is very good.

Amint az közismert, a Brinell-keménység az F terhelőerőnek és a D átmérőjű golyó által létrehozott lenyomat felületének hányadosa. A gömbsüveg felülete a lenyomat d átmérője alapján számítható, vagyis a Brinell-keménységméréskor a d átmérő a mértékadó méret. A Brinell-keménység definíció szerint ^HB= DffCD-^d^ ⁽²⁾ As is well known, Brinell hardness is the quotient of the load force F and the surface formed by the impression of a diameter D ball. The surface of the sphere is calculated from the diameter d of the impression, i.e. the diameter given by the Brinell hardness test is the standard size. By Brinell hardness ^{HB =} DffCD- ^ d ^ ⁽²⁾

A Vickers-keménység definíciója hasonló a Brinellkeménység definíciójához, de ebben az esetben a szerszám nem golyó, hanem egy 68 ° félnyílásszögű gyémántgúla. Az F terhelőerő és a gyémántgúla által létrehozott lenyomat felületének hányadosa a Vickers-keménység. Ha a lenyomat átlóját d-vel jelöljük, akkor a Vickers-keménység definíciója:The definition of Vickers hardness is similar to the definition of Brinell hardness, but in this case the tool is not a bullet, but a diamond angle of 68 °. Vickers hardness is the quotient of the surface load F and the surface of the diamond gully. If the diagonal of the impression is denoted by d, then the definition of Vickers hardness is:

HV = 1,854 (3)HV = 1.854 (3)

A hagyományos módszer esetén a lenyomat mértékadó méretét a keménységmérő gép homályos üvegére kivetített képen mechanikus mérési módszerrel határozzák meg.In the conventional method, the standard size of the imprint is determined by a mechanical measurement method on the image of the hardness measuring machine on the blurred glass.

Az így meghatározott d lenyomatátmérő vagy lenyomatátló értékének, valamint a választott értékeknek (F terhelőerő, D golyóátmérő) figyelembevételével a HB, illetve a HV értéke táblázatból kiolvasható, a gyakorlat az, hogy először sorra lemérik a lenyomatok méreteit, majd a méréssorozat végén értékelik azokat. Meg kell jegyezni, hogy a d lenyomatátmérő vagy lenyomatátló meghatározása a munkavégzőtől függően viszonylag jelentős hibát, illetve szórást eredményezhet. A hagyományos módon elvégzett keménységmérés a viszonylag gyors módszerek közé tartozik, de figyelembe véve például az edzhetőségi vizsgálatoknál szükségessé váló igen nagyszámú mérést, célszerű a mérés és a meglehetősen monoton kiértékelő munka időtartamának további csökkentése, ugyanakkor pedig a mérés pontosságának a növelése.Taking into account the value of the imprint diameter or impression diameter d thus determined, and the selected values (load force F, ball diameter D), the values of HB and HV can be read from the table, the practice is to first measure the imprint sizes successively. It should be noted that the determination of the imprint diameter or imprint d may, depending on the worker, result in a relatively large error or standard deviation. Conventionally, hardness measurement is one of the relatively fast methods, but taking into account, for example, the very large number of measurements required for workability tests, it is advisable to further reduce the duration of the measurement and the rather monotonous evaluation work, while increasing the accuracy of the measurement.

Az utóbbi időben jelentek meg az ún. közvetlen leolvasású keménységmérő gépek. Ezek jellemzője az, hogy a hagyományos mérési módszerhez kapcsolódva, a mérőmikroszkópjukhoz tartozó mikrométerek elmozdulását, helyzetét útadókkal villamos jellé alakítják, és az így adódó jelekből célszámítógéppel határozzák meg a keménytógi értéket. Hátrányuk az, hogy a Vickers-keménységi nyom két átlóját külön-külön méréssel kell meghatározni, hasonlóan pedig a Brinell-keménységméréskor keletkező, elvileg kör alakú lenyomat méretét is két egymásra merőleges irányban kell mérni. További hiányosságuk, hogy nem csökkentik a lenyomat lemérésekor keletkező szubjektív mérési hibát, így az általuk kapott eredmények pontossága gyakorlatilag nem jobb a hagyományos, kézi kiértékelésű módszernél.Recently, the so-called. direct reading hardness testing machines. Their characteristic is that, in connection with the traditional measuring method, the displacement and position of the micrometers belonging to their measuring microscope are transformed into electric signals by means of transducers, and from these signals the hardtog value is determined by a target computer. Their disadvantage is that the two diagonals of the Vickers hardness imprint must be measured separately, and similarly, the size of the Brinell hardness measurement, which is in principle circular, must be measured in two perpendicular directions. A further disadvantage is that they do not reduce the subjective measurement error that results from imprint weighing, so the accuracy of the results they obtain is practically no better than the traditional manual evaluation method.

A találmány által megoldandó feladat a korábbi mérési módszerek hiányosságainak kiküszöbölése és olyan eljárás kidolgozása a keménységmérésnél jelentkező lenyomatok mértékadó méretének és a keménység! mérőszámnak a meghatározására, amely az eddigieknél gyorsabb és pontosabb kiértékelést tesz lehetővé.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the shortcomings of the prior art measurement methods and to provide a method for determining the standard size of hardness imprints and hardness. metric, allowing faster and more accurate evaluation.

A kitűzött feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a szokásos módon létrehozott lenyomat felnagyított képét zárt TV-lánc segítségével TV-képernyőn jelenítjük meg, és ugyanerre a TV-képernyőre egy területmérő egység elektronikus úton pozícionálható és változtatható méretű mérőablakát keverjük, majd a mérőablakot a BrineUvagy Vickers-lenyomat képének mértékadó méretéhez állítjuk, és a területmérő egység által így meghatározott aktuális területi mérőszámot villamos jelként megfelelően programozott célszámítógépbe juttatjuk, amely meghatározza a keménységi mérőszámot.SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, the object is achieved by displaying an enlarged image of a conventionally created imprint on a TV screen using a closed TV chain and mixing a measuring window of an area measuring unit electronically positioned and variable on the same TV screen, adjusting it to the standard size of the image of the BrineU or Vickers imprint, and transmitting the actual area measure determined by the area measuring unit as an electrical signal to a properly programmed target computer, which determines the hardness measure.

A találmány szerinti eljárás alapja az a felismerés, hogy a lenyomat TV-képéhez elektronikus úton változtatható méretű ablak-képet illesztve, ezen mérőablak elektronikus úton mért T_a területéből a HB, illetve a HV keménység! értékek az eddigi eljárásokhoz képest gyorsabban és pontosabban határozhatók meg. Az eljárás alapját képező összefüggések az alábbiak szerint alakulnak:The method of the present invention is based on the discovery that, by electronically adjusting the window image of the imprint to the TV image, the hardness HB and HV of the electronically measured area T _of this measurement window, respectively! values can be determined faster and more accurately than before. The relationships underlying the procedure are as follows:

^{HB =} D-iríD-^B^kTa)! ^{HB =} D-iríD- ^ B ^ kTa)!

illetveor

HV=l,854*j~r (5)HV = 1.854 * j ~ r (5)

Természetesen, T_a értékénél figyelembe vettünk egy k arányossági tényezőt, ami a mérőablak tetszőleges egységben meghatározott T_a területét a lenyomat mm² -ben kifejezett területévé változtatja.Of course, we bought a T s value of _the proportionality factor into account, which changes the measuring window T defined arbitrary unit _of area expressed in mm ² footprint area television.

A találmány szerinti eljárást részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük. A rajzon azThe process of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing it is

1. ábra egy Vickers-keménységmérő gép segítségével megvalósított találmány szerinti eljárás blokkvázlata, aFig. 1 is a block diagram of a method according to the invention implemented using a Vickers hardness measuring machine, a

2a-d. ábrák a mérőablak lenyomatképre való ráállításának egyes fázisait tüntetik fel.2a-d. Figures 3 to 5 show each step of adjusting the gauge window to an imprint.

Amint az az eljárás 1. ábrán feltüntetett blokkvázlatán látható, egy 1 Vickers-keménységmérő gépbe behelyezünk egy vizsgálandó 2 próbatestet és a gép 3 homályos üvegére kivetítjük a 2 próbatest felületének képét. A rendszer hitelesítése a 3 homályos üvegen levő beosztás segítségével történik. Egy 4 TV-kamera révén a 2 próbatest felületének 3 homályos üvegre kivetített képe a keménységmérő gép mérőmikroszkópjának szálkeresztjével együtt egy 5 TV-monitor képernyőjén jelenik meg, amelyen ugyanakkor egy 6 területmérő egység elektronikusan szabályozható nagyságú 7 mérőablakát is megjelenítjük.As shown in the block diagram of the process in Figure 1, a Vickers hardness tester 1 is loaded with a test specimen 2 and projected onto the opaque glass 3 of the machine. The system is authenticated using the gradation on the 3 opaque glass panes. Through a TV camera 4, the image of the surface of the specimen 2 on the opaque glass 3 appears along with the crosshairs of the hardness measuring machine's microscope on the screen of a TV monitor 5 which also displays an electronically adjustable measuring window 7.

Kiindulásként a 6 területmérő egység 7 mérőablakát szabályozó 8 potenciométerek segítségével például egy 0,2x0,2 mm-es lenyomatnak megfelelő lenyomatképhez állítjuk be a TV-képemyőn. Ezzel egyidejűleg a 6 területmérő egységet a 9 választókapcsolóval K kalibráló állásba hozzuk. Ekkor a 6 területmérő egység adott számú (pl. 16) mérést végez; ennek alapján a tetszés szerinti egységben adódó területhez egy 10 célszámítógép kiszámítja a márInitially, using the potentiometers 8 controlling the measuring window 7 of the area measuring unit 6, it is set up, for example, on an image on the TV screen corresponding to an imprint of 0.2 x 0.2 mm. Simultaneously, the area measuring unit 6 is moved to the calibration position K with the selector switch 9. The area measuring unit 6 then performs a certain number of measurements (eg 16); based on this, a target computer 10 calculates the area added to the arbitrary unit to calculate it

194.404 említett k arányossági tényezőt. Ezután a 6 területmérő egységet a 9 választókapcsolóval M mérési állásba hozzuk.194404 mentioned the proportionality factor k. The area measuring unit 6 is then moved to the measuring position M with the selector switch 9.

Még a mérések megkezdése előtt a 10 célszámítógép megfelelő 11, 12, 13 billentyűivel beadjuk a mérés alapadatait, vagyis Vickers-keménységméréskor az F terhelőerőt és az elvégzendő mérések számát, Brinell-keménységméréskor pedig még ezeken kívül a golyó D átmérőjét. Ezután az F terhelőerő segítségével a szokásos módon létrehozzuk a 2 próbatesten a lenyomatot, majd a lenyomat 14 képét kivetítjük az 5 TV-monitoron. Ekkor a 6 területmérő egység szabályozó 8 potenciométereivel a 2a-d. ábrákon látható lépéseknek megfelelően a lenyomat 14 képének mértékadó méreteire illesztjük a 7 mérőablakot és megnyomjuk a 6 területmérő egység mérési utasítást adó nyomógombját. Erre a 6 területmérő egység meghatározza az aktuális területet, amely adat a 10 célszámítógépbe jut és ebből az adatból a 10 célszámítógép meghatározza a HV (Vickers-keménységi fok) értékét. Az előre megválasztott számú mérés után a 10 célszámítógép kiszámítja a HV átlagértékét és a mérési eredmények szórását. A Brinell-keménységi fok meghatározásánál az eljárás teljesen analóg módon zajlik.Prior to the start of the measurement, the appropriate data 11, 12, 13 of the target computer 10 is used to enter the basic measurement data, i.e. the load F for Vickers hardness measurement and the number of measurements to be performed. Then, using the loading force F, the impression is created on the specimen 2 in the usual manner, and then the image 14 of the impression is projected on the TV monitor 5. Then, the potentiometers 8 of the area measuring unit 6 are controlled by the potentiometers 8 a. FIGS. 3 to 7 are adapted to fit the measurement window 7 to the standard dimensions of the image of the impression 14 and to press the measuring button 6 of the measuring unit. For this purpose, the area measuring unit 6 determines the current area, which data is transmitted to the destination computer 10 and from this data, the destination computer 10 determines the value of HV (Vickers Hardness). After a preselected number of measurements, the target computer 10 calculates the mean HV and the standard deviation of the measurement results. In the determination of the Brinell hardness, the process proceeds in a completely analogous manner.

Látható, hogy a találmány szerinti eljárás esetén elmarad a lenyomatok méretének mechanikus úton történő, jelentős hibaforrást magában rejtő, körülményes és időigényes meghatáftzása és a monoton kiértékelő munka. Ugyanakkor a mérési eredmény do_E kumentált formában, rögzítve jelenik meg. ^v' A találmány szerinti eljárás igen alkalmas mikrokeménységmérés automatizálására is.It can be seen that the method according to the invention lacks the mechanical and time-consuming, laborious and time-consuming determination of the size of the imprints and the monotonous evaluation work. However, the measurement result do _E appears in a cumulative form, recorded. ^v 'according to the invention is very suitable mikrokeménységmérés automate.

Claims

10 Procedure for determining the hardness and hardness of imprints created during hardness measurement! to determine a metric by displaying an enlarged image of a conventionally created imprint on a TV screen, measuring the standard size of the imprint by electronic means and measuring

The data 15 is transmitted in the form of an electrical signal to a properly programmed target computer, characterized by mixing an area measuring unit (6) electronically positioned and variable size measuring window (7) on a TV monitor displaying an enlarged image of the imprint, and then the measuring window (7) - or adjusting it to the standard size of the image (14) of the Vickers imprint, and applying the actual area measure thus determined by the area measuring unit (6) as an electrical signal hardness! to determine a metric in another programmed destination computer (10).