Hitung angka kekerasan Brinell (BHN) dari beban yang diterapkan, diameter indentor, dan diameter lekukan — ditambah perkiraan perkiraan kekuatan tarik untuk material yang diuji.
Ikuti tesnya memuat, itu diameter indentor (bola)., dan itu diameter lekukan tertinggal dalam materi. BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²))).
Beban uji yang diterapkan melalui indentor, dalam gaya kilogram.
Diameter bola baja atau karbida yang dikeraskan, dalam milimeter.
Diameter lekukan yang dihasilkan, diukur pada permukaan, dalam milimeter.
Contoh default: 3.000 kgf pada bola 10 mm meninggalkan lekukan 4 mm — uji kekerasan baja pada umumnya, menghasilkan BHN ≈ 229.
Sudah tahu angka kekerasan Brinell? Perkirakan perkiraan bahannya kekuatan tarik secara langsung, menggunakan hubungan empiris Rm (MPa) ≈ 3,45 × BHN.
Angka kekerasan Brinell yang diketahui atau diukur.
Ini adalah perkiraan empiris untuk banyak baja (sesuai ASTM A370) — perlakukan ini sebagai perkiraan kasar, bukan pengganti uji tarik sebenarnya.
Kisaran kekerasan Brinell tipikal untuk material umum — hanya untuk konteks, tidak diperlukan perhitungan pada tab ini.
Bahan
BHN yang khas
Aluminium murni
15 – 25
Paduan aluminium
30 – 120
Tembaga
35 – 45
Kuningan
55 – 100
Baja ringan (rendah karbon).
120 – 150
Baja karbon sedang
150 – 250
Baja paduan yang dikeraskan
250 – 450
Baja perkakas (dikeraskan)
500 – 650
Besi cor
150 – 300
Paduan titanium
300 – 380
Kisarannya merupakan perkiraan dan bervariasi berdasarkan komposisi paduan, perlakuan panas, dan standar pengujian.
Hasil
—
Masukkan beban, diameter indentor, dan diameter indentasi untuk menghitung BHN.
Uji kekerasan Brinell adalah salah satu cara tertua dan paling banyak digunakan untuk mengukur seberapa kuat suatu material menahan lekukan permanen.
📋
Panduan langkah demi langkah
Cara menggunakan kalkulator ini
4 langkah▸
1
Masukkan beban, diameter indentor, dan diameter lekukan
Pada tab Kekerasan Brinell, ketikkan beban uji dalam gaya kilogram (kgf), diameter bola yang mengeras atau indentor karbida dalam milimeter, dan diameter lekukan yang ditinggalkannya, juga dalam milimeter. Kalkulator memperbarui BHN secara instan saat Anda mengetik.
2
Baca angka kekerasan dan perkiraan tarik
Kartu hasil menunjukkan angka kekerasan Brinell (BHN) sebagai nilai utama, dengan perkiraan perkiraan kekuatan tarik dalam MPa dan psi ditampilkan di sampingnya, berdasarkan hubungan empiris Rₘ ≈ 3,45 × BHN.
3
Atau perkirakan kekuatan tarik dari BHN yang diketahui
Beralih ke tab Perkiraan Tarik jika Anda sudah memiliki nomor kekerasan Brinell dari laporan pengujian atau lembar data dan hanya memerlukan perkiraan kekuatan tarik — masukkan BHN secara langsung dan lewati input beban/diameter.
4
Periksa rentang kekerasan tipikal
Tab Referensi mencantumkan rentang kekerasan Brinell yang khas untuk material umum, mulai dari paduan aluminium lunak hingga baja perkakas yang diperkeras, sehingga Anda dapat memeriksa kewarasan apakah BHN yang dihitung sesuai dengan rata-rata material yang diuji.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
2 rumus▸
Angka kekerasan Brinell
BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²)))
Uji kekerasan Brinell menekan bola baja atau tungsten-karbida yang dikeraskan dengan diameter D (mm) ke dalam bahan uji di bawah beban F (kgf), meninggalkan lekukan bola dengan diameter d (mm) di permukaan. BHN adalah beban uji dibagi luas permukaan lengkung lekukan tersebut, sehingga lekukan yang lebih kecil pada beban yang sama berarti material lebih keras dan BHN lebih tinggi. Formulanya distandarisasi sebagai ASTM E10 / ISO 6506.
Perkiraan kekuatan tarik
Rₘ (MPa) ≈ 3.45 × BHN
Bagi banyak baja, kekuatan tarik berkorelasi secara linier dengan kekerasan Brinell — hubungan empiris ini (didokumentasikan dalam ASTM A370) memungkinkan para insinyur mendapatkan perkiraan kekuatan tarik secara cepat dari uji kekerasan non-destruktif yang cepat, alih-alih menjalankan uji tarik destruktif penuh. Ini adalah perkiraan lapangan yang berguna, bukan pengganti uji tarik sebenarnya pada bagian-bagian penting.
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
6 istilah▸
Indeks ketahanan material terhadap lekukan permanen (plastik) yang tidak berdimensi, dihitung sebagai beban uji dibagi dengan luas permukaan bola dari lekukan yang dihasilkannya. BHN yang lebih tinggi berarti material yang lebih keras dan lebih tahan terhadap lekukan.
Bola baja atau tungsten-karbida yang dikeraskan ditekan ke dalam bahan uji. Diameter indentor standar adalah 10 mm, 5 mm, 2,5 mm, dan 1 mm, dipilih berdasarkan ketebalan spesimen dan kekerasan yang diharapkan.
Kesan permanen berbentuk bulat yang tertinggal di permukaan material setelah indentor dilepas. Diameternya diukur (biasanya di bawah mikroskop) dalam dua arah tegak lurus dan dirata-ratakan.
Gaya uji yang ditekan melalui indentor, biasanya dinyatakan dalam gaya kilogram (kgf) meskipun penguji modern menerapkannya melalui sistem hidrolik atau elektromekanis yang dikalibrasi, bukan beban gantung literal.
Perkiraan kekuatan tarik ultimit yang diperoleh dari BHN menggunakan hubungan empiris Rₘ ≈ 3,45 × BHN (dalam MPa) — dapat diandalkan untuk banyak baja karbon biasa dan baja paduan rendah, namun kurang akurat untuk paduan lainnya, sehingga harus diperlakukan sebagai panduan kasar.
Brinell adalah salah satu dari beberapa skala kekerasan (bersama Rockwell dan Vickers); masing-masing menggunakan bentuk, muatan, dan rumus indentor yang berbeda, sehingga nilai BHN tidak dapat dibandingkan secara langsung dengan angka Rockwell (HRC) atau Vickers (HV) tanpa tabel konversi.
👥
Skenario
Contoh dalam kehidupan nyata
3 contoh nyata▸
🔨
Inspektur kualitas
Menguji penempaan baja dengan bola standar 10 mm
Beban yang diterapkan, F 3.000kgDiameter indentor, D 10 mmDiameter lekukan, d 4 mm
BHN = 2(3.000) / (π·10·(10 − √(10² − 4²))) ≈ 228,8. Itu termasuk dalam rentang baja karbon sedang hingga baja paduan yang diperkeras — sebanding dengan baja struktural yang dipadamkan dan ditempa — dengan perkiraan kekuatan tarik sekitar 789 MPa (kira-kira 114.000 psi).
📋
Insinyur material dengan lembar spesifikasi
Memperkirakan kekuatan tarik dari BHN yang dilaporkan
Tab digunakan Perkiraan TarikAngka kekerasan Brinell, BHN 200
Rₘ ≈ 3,45 × 200 = 690 MPa (sekitar 100.000 psi). Ini adalah pemeriksaan kewarasan cepat terhadap peringkat tarik sertifikat pabrik — berguna untuk perkiraan lapangan yang cepat, namun hasil uji tarik bersertifikat tetap harus diutamakan untuk aplikasi penting.
📚
Siswa membandingkan materi
Memeriksa hasil terhadap rentang tipikal
Tab digunakan ReferensiBHN yang dihitung 229
Tab Referensi menunjukkan baja ringan biasanya menggunakan 120–150 BHN, baja karbon sedang 150–250 BHN, dan baja paduan keras 250–450 BHN. Nilai yang dihitung sebesar 229 tanah berada tepat di kisaran baja karbon menengah, mengonfirmasi bahwa hasil pengujian secara fisik terlihat masuk akal sebelum dilaporkan.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
Uji kekerasan Brinell adalah salah satu cara tertua dan paling banyak digunakan untuk mengukur seberapa kuat suatu material menahan lekukan permanen. Ia bekerja dengan menekan bola keras ke dalam material di bawah beban yang diketahui dan mengukur seberapa besar penyok yang ditimbulkannya — penyok yang lebih kecil berarti material yang lebih keras. Pengukuran tunggal tersebut, yang dijalankan melalui formula yang distandarisasi dalam ASTM E10 dan ISO 6506, menghasilkan angka kekerasan Brinell (BHN) yang digunakan di seluruh bidang manufaktur, kendali mutu, dan pemilihan material.
Cara kerja tes Brinell
▸
Bola baja keras atau tungsten-karbida dengan diameter D yang diketahui ditekan ke permukaan bahan uji yang datar dan telah disiapkan di bawah beban tetap F, ditahan selama waktu tunggu standar, kemudian dilepas. Lekukan bola yang dihasilkan diukur sepanjang diameter d, dan BHN dihitung sebagai beban dibagi luas permukaan lengkung lekukan tersebut: BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²))). Karena pengujian ini meninggalkan lekukan rata-rata yang relatif besar, pengujian Brinell sangat cocok untuk material berbutir kasar atau tidak seragam seperti coran, karena pengujian dengan skala yang lebih kecil (seperti Vickers atau Rockwell) mungkin memberikan hasil yang tidak konsisten bergantung pada lokasi tepatnya pengujian tersebut mendarat.
Mulai dari kekerasan hingga kekuatan tarik
▸
Untuk banyak baja karbon biasa dan baja paduan rendah, kekuatan tarik melacak kekerasan Brinell dengan cara yang cukup konsisten dan kira-kira linier — ditangkap dalam perkiraan Rₘ (MPa) ≈ 3,45 × BHN yang banyak digunakan, yang didokumentasikan dalam ASTM A370. Hal ini memungkinkan pembacaan kekerasan non-destruktif yang cepat untuk memperkirakan perkiraan kekuatan tarik secara kasar tanpa harus melakukan uji tarik destruktif penuh pada setiap bagian. Korelasi ini berlaku baik untuk baja asal, namun melemah untuk kelompok paduan lainnya — aluminium, titanium, dan baja paduan tinggi dapat menyimpang secara signifikan, sehingga perkiraan tersebut harus diperlakukan sebagai angka perencanaan, bukan nilai yang disertifikasi. Lihat Kalkulator Modulus Young dan Kalkulator Stres pendamping untuk alat properti material terkait.
Memilih indentor dan memuat yang tepat
▸
Kondisi pengujian standar memasangkan diameter bola dengan beban proporsional sehingga diameter lekukan yang dihasilkan berada dalam rentang pengukuran yang dapat diandalkan (biasanya 0,24D hingga 0,6D) — lekukan yang terlalu kecil sulit diukur secara tepat, dan terlalu besar berisiko menimbulkan efek tepi indentor atau menembus material tipis. Bola 10 mm dengan beban 3.000 kgf adalah kombinasi paling umum untuk baja dan besi tuang; bola yang lebih kecil dan beban yang lebih ringan (5 mm/750 kgf, 2,5 mm/187,5 kgf, dan seterusnya) digunakan untuk bagian yang lebih tipis atau material yang lebih lembut agar lekukan tetap proporsional.
Batasan model sederhana ini
▸
Kalkulator ini menerapkan rumus BHN standar dan perkiraan kekuatan tarik ASTM A370, namun pengujian Brinell sebenarnya memiliki persyaratan tambahan yang tidak diterapkan oleh perhitungan sederhana ini: ketebalan spesimen minimum (kira-kira 10× kedalaman lekukan) untuk menghindari efek indentor mencapai permukaan belakang, permukaan uji yang rata dan disiapkan dengan benar, waktu tunggu yang benar, dan kombinasi indentor/beban yang dipilih berdasarkan tabel ASTM E10 atau ISO 6506. Estimasi kekuatan tarik merupakan korelasi empiris untuk baja biasa, bukan hukum fisika — untuk paduan lain, atau untuk hasil apa pun yang menentukan keputusan yang kritis terhadap keselamatan, konfirmasikan dengan uji tarik aktual atau data properti mekanis bersertifikat dari material tersebut.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Apa rumus kekerasan Brinell?+
BHN = 2F / (πD(D − √(D² − d²))), dengan F adalah beban uji yang diterapkan dalam gaya kilogram (kgf), D adalah diameter bola indentor dalam milimeter, dan d adalah diameter lekukan yang dihasilkan dalam milimeter. Ini adalah beban dibagi dengan luas permukaan lengkung lekukan, yang distandarisasi dalam ASTM E10 dan ISO 6506.
Bagaimana estimasi kekuatan tarik dari BHN?+
Menggunakan hubungan empiris Rₘ (MPa) ≈ 3,45 × BHN, didokumentasikan dalam ASTM A370. Ini adalah perkiraan yang dapat diandalkan untuk banyak baja karbon biasa dan baja paduan rendah, namun kurang akurat untuk kelompok paduan lainnya — perlakukan ini sebagai perkiraan cepat dan bukan sebagai pengganti uji tarik sebenarnya.
Satuan apa yang digunakan kalkulator ini?+
Beban yang diterapkan dimasukkan dalam kilogram-gaya (kgf), dan diameter indentor serta diameter lekukan dimasukkan dalam milimeter (mm), sesuai dengan laporan pengujian Brinell standar. Perkiraan kekuatan tarik ditunjukkan dalam megapascal (MPa) dan pon per inci persegi (psi).
Bagaimana kekerasan Brinell dibandingkan dengan Rockwell atau Vickers?+
Brinell, Rockwell, dan Vickers adalah skala kekerasan yang berbeda, masing-masing menggunakan bentuk, beban, dan rumus indentor yang berbeda, sehingga angka mentahnya tidak dapat dipertukarkan secara langsung — konversi di antara keduanya memerlukan tabel konversi standar (ditemukan di ASTM E140), bukan aritmatika sederhana. Brinell umumnya lebih disukai untuk material berbutir kasar seperti coran karena lekukannya yang lebih besar rata-rata menghasilkan variasi lokal yang lebih baik daripada lekukan Vickers atau Rockwell yang lebih kecil.
Berapa beban dan ukuran bola yang harus saya gunakan?+
Kombinasi standar memasangkan bola yang lebih besar dengan beban yang lebih berat untuk baja dan besi tuang — paling umum adalah bola berukuran 10 mm dengan beban 3.000 kgf — sedangkan bagian yang lebih tipis atau material yang lebih lunak menggunakan bola yang lebih kecil dan beban yang secara proporsional lebih ringan, sehingga diameter lekukan berada dalam rentang pengukuran yang dapat diandalkan (kira-kira 0,24D hingga 0,6D). Konsultasikan ASTM E10 atau ISO 6506 untuk mengetahui kombinasi lengkap yang direkomendasikan.
Mengapa diameter lekukan harus lebih kecil dari diameter bola?+
Rumusnya melibatkan √(D² − d²), yang hanya didefinisikan untuk bilangan real ketika d lebih kecil dari D — secara fisik, diameter lekukan tidak akan pernah melebihi diameter bola yang membuatnya. Jika Anda memasukkan nilai dengan d ≥ D, kalkulator akan menandainya sebagai tidak valid dan bukannya memberikan hasil yang tidak berarti.
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.