Сущность измерения твердости по различным методикам

 

Метод вдавливания твердого наконечника получила наибольшее распространение в практике испытаний металлов. К этому методу относятся методы Бринелля, Роквелла, Виккерса. Измерение твердости этими методами стандартизированы и устанавливаются ГОСТами:

Бринелля - ГОСТ 9012 - 59, Роквелла - ГОСТ 9013 - 59, Виккерса - ГОСТ 2999 - 59. [3]

 

Рис. 1.1 Диапазон значений твердости

 

Твердость по Бринеллю - НВ, Н/м²

 

Рис. 1.2. Измерение твердости по методу Бринелля

 

Прежде чем приступить к испытанию на твердость, необходимо правильно подобрать по нагрузку (F) и диаметр шарика (D) исходя из материала и толщины образца, ГОСТ 9012 - 59. Нагрузку выбирают так, чтобы соблюдался закон подобия

/D² = const (1)

 

В этом случае возможно сравнение твердости, полученной при различном диаметре шариков. Минимальная толщина испытуемого образца должна быть не менее десятикратной глубины отпечатка. На обратной стороне испытуемого образца после вдавливания шарика не должно быть следов деформации. [2]

Чем больше диаметр шарика, тем выше точность в определении твердости.

Твердость материала при измерении по Бринеллю не должна превышать 4500 МН/м², т. к. для вдавливания используется стальной закаленный шарик с твердостью НВ = 6000 МН/м² и при испытании более твердых металлов он будет деформироваться сам.

Продолжительность выдержки образца строго постоянна и устанавливается перед измерением от 10 до 60 секунд в зависимости от материала.

Диаметр отпечатка (d), полученного после вдавливания, измеряется при помощи специальной лупы с точностью до 0,05 мм. При этом для лучшей освещенности отпечатка окно лупы располагают в направлении к источнику света.

Значение твердости находят из таблиц или рассчитывает по формуле (2) Н/м²

 

 (2)

Число твердости по Бринеллю, измеренное при стандартном испытании (D = 10 мм, P = 3000 кгс), записывается так: HB 350. Если испытания проведены при других условиях, то запись будет иметь следующий вид: HB 5/250/30-200, что означает - число твердости 200 получено при испытании шариком диаметром 5 мм под нагрузкой 250 кгс и длительности нагрузки 30 с.

При измерении твердости по методу Бринелля необходимо выполнять следующие условия:

Ø образцы с твердостью выше HB 450 кгс/мм² (4500 МПа) испытывать запрещается;

Ø поверхность образца должна быть плоской и очищенной от окалины и других посторонних веществ;

Ø диаметры отпечатков должны находиться в пределах 0,2D£d£0,6D;

Ø образцы должны иметь толщину не менее 10 - кратной глубины отпечатка (или менее диаметра шарика);

Ø расстояние между центрами соседних отпечатков и между центром отпечатка и краем образца должны быть не менее 4d.