Методичні вказівки щодо визначення твердості за приладом Бринелля.

Рис.1. Твердомір ТШ (прилад Бринелля)

Визначення твердості зразка способом Бринелля проводити в такій послідовності:

1. Підготувати зразки металів до випробування. Поверхня, на якій визначається твердість, має бути паралельною до опорної поверхні, не мати будь-яких нерівностей, іржі та окалини. При необхідності цю поверхню оброблюють наждачним папером, шліфувальним кругом або напилком. Під час цієї обробки поверхня зразка не повинна нагріватись вище 150 ºС. Мінімальна товщина зразка має бути не менше десятикратної глибини відбитка.

2. З таблиці 1 визначити діаметр кульки D, навантаження P та час витримки t.

3. Підготувати прилад Бринелля до проведення випробувань.

– Вибрану кульку закріпити в тримачі (3, рис. 1).

– Встановити вибране навантаження на приладі. Навантаження створюється масою системи важелів (13), підвискою (11) та змінними

вантажами (12).

– У відповідності до форми зразка підібрати опорний столик (6). Плоскі зразки випробовуються на плоскому столику, а циліндричні – на призматичному.

– Повертанням рухомої чашки (8) відносно шкали, розміщеної на станині приладу, встановити час витримки зразка під навантаженням. Чашку (8) в необхідному положенні зафіксувати гвинтом (9).

4. Провести випробування зразка на твердість.

– Зразок (5) встановити на столик (6) таким чином, щоб центр відбитка розміщувався від краю зразка на відстань не менше 2,5 діаметра, а від центра сусіднього відбитка – не менше двох діаметрів відбитка.

– Обертанням маховика (10) підвести зразок до кульки. Маховик обертати до повного стискування пружини (20).

Таблиця 1

Вибір діаметра кульки, навантаження і часу витримки при визначенні твердості за приладом Бринелля

Матеріал зразка	Інтервал твердості за Бринел-лем	Тов-щина зразка в мм	Співвідно-шення між навантажен-ням Р і діаметром кульки D	Діаметр кульки D, мм	Наванта- ження Р, Н	Час витримки t, сек
Сталь, чавун	> 140	6 – 3 4 – 2 < 2	Р = 300 D^2	2,5	30 000 7 500 1 875
< 140	> 6 6 – 3 < 2	Р = 100 D^2	2,5	10 000 2 500
Кольо- рові метали	> 130	6 – 3 4 – 2 < 2	Р = 100 D^2	2,5	30 000 7 500 1 875
35 – 130	9 – 3 6 – 3 < 3	Р = 100 D^2	2,5	10 000 2 500
8 – 35	> 6 5 – 3 < 3	Р = 25 D^2	2,5	2 500

– Кнопкою, розміщеною збоку прилада, ввімкнути електродвигун (17), який через черв’ячний редуктор (18), кривошипний вал (16) та шатун (15) відводить до низу ролик (14). В результаті навантаження Р через систему важелів (13), стержень (19), шпиндель (21) тисне на кульку (22). Після відповідної витримки зразка під дією навантаження Р електродвигун починає обертатись у зворотному напрямку, переводячи всі механізми та навантаження у вихідне положення, у якому двигун автоматично вимикається.

5. Визначити показник твердості зразка. Для визначення числа твердості НВ за діаметром відбитка використати таблицю 2. Для точного визначення діаметра відбитка використовують лупу. Діаметр відбит-ка (1) слід вимірювати два рази (по горизонталі – d₁ та по вертикалі – d₂). Твердість визначається за середнім значенням діаметра.

На приладі ТШ визначається твердість зразків до НВ 450. При

Рис. 2. Вимірювання випробуванні більш твердого зразка

відбитка буде деформуватись кулька, твердість

якої становить НВ 650.

Випробування на твердість одного і того ж зразка проводять двічі. При повторному випробуванні центр відбитка має бути на відстані не менше двох діаметрів кульки від попереднього відбитка.

Результати випробувань заносяться до протоколу.

 

Протокол № 1 випробування на твердість за приладом Бринелля

№ зразка	Матеріал зразка	№ відбитка	Умови випробування	Діаметр відбитка	Твердість НВ
Навантаження на зразок Р, Н	Діаметр кульки D, мм	Час витримки t, хв   Час витримки t, сек	d1	d2	Середнє значення

Таблиця 2

Визначення числа твердості НВ

Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює	Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює
300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2	300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2
2,89 2,90 2,91 2,92 2,93 2,94 2,95 2,96 2,97 2,98 2,99 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 3,15 3,16 3,17 3,18 3,19 3,20 3,21 3,22 3,23		- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -	- - - - - - - - - 35,0 34,8 34,6 34,3 34,1 33,9 33,7 33,4 33,2 33,0 32,7 32,5 32,3 32,1 31,9 31,7 31,5 31,3 31,1 30,9 30,7 30,5 30,3 30,1 29,9 29,7	3,24 3,25 3,26 3,27 3,28 3,29 3,30 3,31 3,32 3,33 3,34 3,35 3,36 3,37 3,38 3,39 3,40 3,41 3,42 3,43 3,44 3,45 3,46 3,47 3,48 3,49 3,50 3,51 3,52 3,53 3,54 3,55 3,56 3,57 3,58		99,5 98,9 98,3 97,7 97,2 96,6 96,1	29,5 29,3 29,2 29,0 28,8 28,6 28,4 28,2 28,1 27,8 27,7 27,6 27,4 27,2 27,1 26,9 26,7 26,6 26,4 26,2 26,1 25,9 25,8 25,6 25,5 25,3 25,2 25,0 24,9 24,7 24,6 24,5 24,3 24,2 24,0

Продовження таблиці 2

Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює	Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює
300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2	300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2
3,59 3,60 3,61 3,62 3,63 3,64 3,65 3,66 3,67 3,68 3,69 3,70 3,71 3,72 3,73 3,74 3,75 3,76 3,77 3,78 3,79 3,80 3,81 3,82 3,83 3,84 3,85 3,86 3,87 3,88 3,89 3,90 3,91 3,92 3,93 3,94 3,95		95,5 95,0 94,4 93,9 93,3 92,8 92,3 91,8 91,2 90,7 90,2 89,7 89,2 88,7 88,2 87,7 87,2 86,8 86,3 85,8 85,3 84,9 84,4 83,5 83,0 82,9 82,6 82,1 81,7 81,3 80,8 80,4 80,0 79,6 79,1 78,8 78,7	23,9 23,7 23,6 23,5 23,3 23,2 23,1 22,9 22,8 22,7 22,6 22,4 22,3 22,2 22,1 21,9 21,8 21,7 21,6 21,5 21,3 21,2 21,1 21,0 20,9 20,8 20,7 20,5 20,4 20,3 20,2 20,1 20,0 19,9 19,8 19,7 19,6	3,96 3,97 3,98 3,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 4,11 4,12 4,13 4,14 4,15 4,16 4,17 4,18 4,19 4,20 4,21 4,22 4,23 4,24 4,25 4,26 4,27 4,28 4,29 4,30 4,31 4,32		77,9 77,5 77,1 76,7 76,3 75,9 75,5 75,1 74,7 74,3 73,9 73,5 73,2 73,2 72,4 72,0 71,7 71,3 71,0 70,6 70,2 69,9 69,5 69,2 68,8 68,5 68,2 67,8 67,5 67,1 66,8 66,5 66,2 65,8 65,5 65,2 64,9	19,5 19,4 19,3 19,2 19,1 19,0 18,9 18,8 18,7 18,6 18,5 18,4 18,3 18,2 18,1 18,0 17,9 17,8 17,7 17,6 17,6 17,5 17,4 17,3 17,2 17,1 17,0 17,0 16,9 16,8 16,7 16,6 16,5 16,5 16,4 16,3 16,2

Продовження таблиці 2

Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює	Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює
300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2	300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2
4,33 4,34 4,35 4,36 4,37 4,38 4,39 4,40 4,41 4,42 4,43 4,44 4,45 4,46 4,47 4,48 4,49 4,50 4,51 4,52 4,53 4,54 4,55 4,56 4,57 4,58 4,59 4,60 4,61 4,62 4,63 4,64 4,65 4,66 4,67 4,68 4,69		64,6 64,2 63,9 63,6 63,3 63,0 62,7 62,4 62,1 61,8 61,5 61,2 60,9 60,6 60,4 60,1 59,8 59,5 59,5 59,0 58,7 58,4 58,1 57,9 57,6 57,3 57,1 56,8 56,5 56,3 56,0 55,8 55,5 55,3 55,0 54,8 54,5	16,1 16,1 16,0 15,9 15,8 15,8 15,7 15,6 15,5 15,5 15,4 15,3 15,2 15,2 15,1 15,0 15,0 14,9 14,8 14,7 14,7 14,6 14,5 14,5 14,4 14,3 14,3 14,2 14,1 14,1 14,0 13,9 13,9 13,8 13,8 13,7 13,6	4,70 4,71 4,72 4,73 4,74 4,75 4,76 4,77 4,78 4,79 4,80 4,81 4,82 4,83 4,84 4,85 4,86 4,87 4,88 4,89 4,90 4,91 4,92 4,93 4,94 4,95 4,96 4,97 4,98 4,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04 5,05 5,06		54,3 54,0 53,8 53,5 53,3 53,0 52,8 52,6 52,3 52,1 51,9 51,7 51,4 51,2 51,0 50,7 50,5 50,3 50,1 49,8 49,6 49,4 49,2 49,0 48,8 48,6 48,4 48,1 47,9 47,7 47,5 47,3 47,1 46,9 46,7 46,5 46,3	13,6 13,5 13,4 13,4 13,3 13,3 13,2 13,1 13,1 13,0 13,0 12,9 12,9 12,8 12,8 12,7 12,6 12,6 12,5 12,5 12,4 12,4 12,3 12,3 12,2 12,2 12,1 12,0 12,0 11,9 11,9 11,8 11,8 11,7 11,7 11,6 11,6

Продовження таблиці 2

Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює	Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює
300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2	300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2
5,07 5,08 5,09 5,10 5,11 5,12 5,13 5,14 5,15 5,16 5,17 5,18 5,19 5,20 5,21 5,22 5,23 5,24 5,25 5,26 5,27 5,28 5,29 5,30 5,32 5,33 5,34 5,35 5,36 5,37 5,38 5,39 5,40 5,41 5,42 5,43 5,44		46,1 45,9 45,7 45,5 45,3 45,1 45,0 44,8 44,6 44,4 44,2 44,0 43,8 43,7 43,5 43,3 43,1 42,9 42,8 42,6 42,4 42,2 42,1 41,9 41,5 41,4 41,2 41,0 40,9 40,7 40,5 40,4 40,2 40,0 39,9 39,7 39,6	11,5 11,5 11,4 11,4 11,3 11,3 11,3 11,2 11,2 11,1 11,1 11,0 11,0 10,9 10,9 10,8 10,8 10,7 10,7 10,6 10,6 10,6 10,5 10,5 10,4 10,3 10,3 10,3 10,2 10,2 10,1 10,1 10,1 10,0 9,97 9,94 9,90	5,45 5,46 5,47 5,48 5,49 5,50 5,51 5,52 5,53 5,54 5,55 5,56 5,57 5,58 5,59 5,60 5,61 5,62 5,63 5,64 5,65 5,66 5,68 5,69 5,70 5,71 5,72 5,73 5,74 5,75 5,76 5,77 5,78 5,79 5,80 5,81 5,82		39,4 39,2 39,1 38,9 38,8 38,6 38,5 38,3 38,2 38,0 37,9 37,7 37,6 37,4 37,3 37,1 37,0 36,8 36,7 36,5 36,4 36,3 36,0 35,8 35,7 35,6 35,4 35,3 35,1 35,0 34,9 34,7 34,6 34,5 34,3 34,2 34,1	9,86 9,82 9,78 9,73 9,70 9,66 9,62 9,58 9,54 9,50 9,46 9,43 9,38 9,35 9,31 9,27 9,24 9,20 9,17 9,14 9,10 9,07 9,00 8,97 8,93 8,90 8,86 8,83 8,79 8,76 8,73 8,69 8,66 8,63 8,59 8,56 8,53

Продовження таблиці 2

Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює	Діаметр відбитка: d10 , чи 2d5, чи 4d2,5	Число твердості за Бринеллем при навантаженні Р в Н, що дорівнює
300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2	300 D ^2	100 D ^2	25 D ^2
5,83 5,84 5,85 5,86 5,87 5,88 5,89 5,90 5,91	99,9 99,5 99,2 98,8	33,9 33,8 33,7 33,6 33,4 33,3 33,2 33,1 32,9	8,49 8,46 8,43 8,40 8,36 8,33 8,29 8,26 8,23	5,92 5,93 5,94 5,95 5,96 5,97 5,98 5,99 6,00	98,4 98,0 97,7 97,3 96,9 96,6 96,2 95,9 95,5	32,8 32,7 32,6 32,4 32,3 32,2 32,1 32,0 31,8	8,20 8,17 8,14 8,11 8,08 8,05 8,02 7,99 7,96

Примітка: Позначення 2d₅ та 4d_2,5 вказують на те, що для визначення за таблицею числа твердості при випробуванні кулькою в 5 мм діаметр відбитка необхідно множити на 2, а при випробуванні кулькою в 2,5 мм – на 4.