 |
7.1. Имерение твердости по Бринеллю (ГОСТ 9012-59)
|
|
|
|
7. 1. Имерение твердости по Бринеллю (ГОСТ 9012-59)
В металл вдавливается статической нагрузкой стальной закаленный шарик (рис. 2. 1).
Число твердости по Бринеллю НВ характеризуется отношением нагрузки, действующей на шарик, к площади поверхности сферического отпечатка:
,
Рисунок 2. 1 – Схема нагружения
где P – нагрузка на шарик, кгс;
F – площадь отпечатка, мм2;
D – диаметр шарика, мм;
d – диаметр отпечатка, мм.
Получаемое число твердости при прочих равных условиях определяется диаметром отпечатка - d. Отпечаток тем меньше, чем выше твердость испытуемого металла. Отпечаток измеряется специальным измерительным микроскопом или лупой Бринелля. Твердость НВ вычисляют как среднее не менее чем, по двум отпечаткам, а диаметр каждого отпечатка как среднее из двух его измерений по двум взаимно перпендикулярным диаметрам.
Удобно твердость определять по диаметру отпечатка d шарика в металле, пользуясь специальной таблицей. Таблица позволяет сравнивать между собой значения твердости, полученные разными методами испытаний. Испытание на твердость проводят на специальном приборе – твердомере Бринелля ТШ. Твердомер обеспечивает установленные ГОСТ 9012-59 условия испытаний (табл. 2), применяемые в различных сочетаниях.
Таблица 2. 2 – У словия испытаний по Бринеллю *
| D, мм | P, кг. с/мм2 | T, с |
| 2, 5 | 15, 5 … |
Примечание: *выделенное жирным шрифтом – стандартные условия испытаний.
Для того чтобы совпадали числа твердости металла, определенные при разных диаметрах шарика, необходимо создать подобные (одинаковые) условия деформации металла под шариком: Р=кD2, где к=30, 10 или 2, 5, так же, как и время выдержки под нагрузкой, в зависимости от диаметра шарика, интервала твердости, материала и его толщины.
|
|
|
Для получения правильного отпечатка необходимы следующие условия: толщина образцов не менее 10-кратной глубины отпечатка, расстояние центра отпечатка от края образца не менее 4 d.
Твердость по Бринеллю в стандартных условиях испытаний записывается: НВ 232, НВ 420 и т. п.
Твердость, определенная в нестандартных условиях (например, шарик 5 мм, нагрузка 750 кг. с., время выдержки 30 сек. ): НВ 5-750-30 230. Размерность указывается только при выражении числа твердости в Н/мм2. Существует достаточно хорошая корреляция между величиной твердости по Бринеллю и пределом прочности σ в многих металлов и сплавов, которая представляется в специальных таблицах.
Так, для сталей, алюминия и алюминиевых сплавов с НВ (20 – 45), дюралюмина эта связь описывается формулой σ в=(0, 33 – 0, 36)НВ кгс/мм2; для серого чугуна σ в=(НВ – 40)/6; для стального литья σ в=(0, 3 – 0, 4)НВ.
Эта и другие подобные зависимости широко используются в инженерной деятельности, так как позволяют быстро, просто и достаточно надежно определить прочность металлов.
7. 2 Измерение твердости по Роквеллу (ГОСТ 9013 – 59)
При этом методе испытания на твердость в металл статически вдавливается алмазный (или твердосплавный) конус с углом при вершине в 1200 или стальной твердый шарик диаметром D = 1, 588 мм = 
дюйма (рис 2. 1). Предварительная нагрузка входит в общую нагрузку и составляет 10 кГс.
Число твердости определяется глубиной проникновения наконечника в металл. Чем она меньше, тем выше твердость (см. рис 2. 2). Глубину проникновения наконечника в металл легко измерить и связать с показывающим прибором, поэтому на твердомерах Роквелла установлен прибор, сразу показывающий число твердости.
 |
|
|
|
