Mekanisk testmetod för gjutjärnsbromsbackar som används i rullande materiel (bromsbackval eller hårdhetsmätare)

Valet av mekanisk testutrustning för bromsbackar av gjutjärn ska uppfylla standarden ICS 45.060.20. Denna standard specificerar att testningen av mekaniska egenskaper är uppdelad i två delar:

1. Dragprov

Den ska utföras i enlighet med bestämmelserna i ISO 6892-1:2019. Dragprovernas dimensioner och bearbetningskvalitet ska uppfylla kraven i ISO 185:2005.

2. Hårdhetstestmetod

Den ska implementeras i enlighet med ISO 6506-1:2014. Hårdhetsprover ska skäras från den nedre halvan av den separat gjutna provstången; om det inte finns någon provstång ska en bromssko tas, 6 mm–10 mm ska hyvlas av från sidan och hårdheten ska mätas vid fyra provpunkter, med medelvärdet som provresultat.

Grund för hårdhetsprovningsmetod

Standarden ISO 6506-1:2014 ”Metalliska material – Brinellhårdhetstest – Del 1: Testmetod” specificerar principen, symbolerna och förklaringarna, testutrustningen, provexemplar, testprocedurer, resultatosäkerhet och testrapport för Brinellhårdhetstest av metalliska material.

2.1 Val av testutrustning: Brinell-hårdhetsmätare (rekommenderas först)

Fördelar: Intryckningsområdet är stort, vilket kan återspegla gjutjärnsmaterialets totala hårdhet (gjutjärn kan ha ojämn struktur), och resultaten är mer representativa.

Den är lämplig för gjutjärn med medel- och låg hårdhet (HB 80–450), vilket täcker hela hårdhetsområdet för bromsbackar i gjutjärn.

Operationen är relativt enkel och kraven på provets ytfinish är relativt låga (generellt är Ra 1,6–6,3 μm tillräckligt).

2.2 Princip för Brinell-hårdhetstest

Principen kan sammanfattas enligt följande: En hårdlegeringskula (eller kyld stålkula) med en diameter på 10 mm pressas in i provytan under en viss testkraft (t.ex. 3000 kgf). Efter mätning av intryckningsdiametern beräknas hårdhetsvärdet (HBW) för att karakterisera materialets förmåga att motstå plastisk deformation. Dess främsta fördel ligger i resultatens starka representativitet, vilket kan återspegla materialets makroskopiska hårdhetsegenskaper. Det är en klassisk metod som används flitigt vid prestandatestning av metalliska material.

2.3 Symboler och förklaringar av Brinell-hårdhetsvärdet

Kärndefinitionen av Brinell-hårdhetsvärdet (HBW) är: förhållandet mellan testkraften (F) och intryckningsytan (A), med enheten MPa (men vanligtvis är enheten inte markerad, och endast det numeriska värdet används). Beräkningsformeln är följande: HBW=πD(D−D2−d2​)2×0,102×F
Där:

F är testkraften (enhet: N);

D är indentorns diameter (enhet: mm);

d är fördjupningens genomsnittliga diameter (enhet: mm);

Koefficienten "0,102" är en omvandlingsfaktor som används för att omvandla testkraftenheten från kgf till N (om formeln beräknas direkt i N kan den förenklas).

Det framgår av formeln att under samma testkraft och indenterdiameter, ju mindre indenterdiametern är, desto starkare är materialets förmåga att motstå plastisk deformation, och desto högre är Brinell-hårdhetsvärdet; omvänt, desto lägre är hårdhetsvärdet.

Beroende på materialegenskaperna hos gjutjärnsbromsbackar (grått gjutjärn) är parametrarna för Brinell-hårdhetstestet vanligtvis följande:

Testkraft (F): Generellt används 3000 kgf (29,42 kN), och motsvarande hårdhetssymbol är "HBW 10/3000".

Obs: Om provet är tunt eller materialet är mjukt kan testkraften justeras (t.ex. 1500 kgf eller 500 kgf) i enlighet med ISO 6506-1:2014, men detta ska anges i testrapporten.