Методы измерения твердости материалов по Виккерсу, Бринеллю, Роквеллу — страница 3

  • Просмотров 15254
  • Скачиваний 1305
  • Размер файла 646
    Кб

внедрения наконечника в поверхность металла будет тем меньше, чем тверже испытываемый материал. Таким образом под твердостью понимают сопротивление материала местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого тела – индентора. Измерение твердости по Бринеллю Рис. 1. Схема испытаний на твердость по Бринеллю Твердость по методу Бринелля (ГОСТ 9012-59) измеряют вдавливанием в испытываемый образец

стального шарика определенного диаметра D под действием заданной нагрузки P в течение определенного времени (Рис. 1). В результате вдавливания шарика на поверхности образца получается отпечаток (лунка). Число твердости по Бринеллю, обозначаемое HB, представляет собой отношение нагрузки P к площади поверхности сферического отпечатка F и измеряется в кгс/мм2 или МПа: (2) Площадь шарового сегмента составит: 2 (3) где D –диаметр шарика,

(мм); h – глубина отпечатка, (мм). Так как глубину отпечатка измерить трудно, а проще измерить диаметр отпечатка d, выражают h через диаметр шарика D и отпечатка d: (мм) (4) Тогда (мм2) (5) Число твердости по Бринеллю определяется по формуле: (кгс/мм2) (6) Для перевода твердости по Бринеллю в единицы СИ необходимо умножить число твердости в кгс/мм2 на 9,81, т.е. HB=9,81*HB (МПа). Для получения сопоставимых результатов при определении твердости HB

шариками различного диаметра необходимо соблюдать условие подобия. Подобие отпечатков при разных D и P будет обеспечено, если угол j остается постоянным (Рис. 1.1). Подставив в формулу (6) Рис. 1.1 Схемы испытаний на твердость: а – по Бринеллю, б – по Виккерсу, в – по Роквеллу Из этой формулы видно, что значение HB будет оставаться постоянным, если и В практике при определении твердости не делают вычислений по формуле (6), а пользуются

таблицами, составленными для установленных диаметров шариков, отпечатков и нагрузок. Шарики применяют диаметром 10,5 и 2,5 мм. Диаметр шарика и нагрузка выбираются в соответствии с толщиной и твердостью образца (табл. 1). При этом для получения одинаковых чисел твердости одного материала при испытании шариками разных диаметров необходимо соблюдать закон подобия между получаемыми диаметрами отпечатков. Поэтому твердость

измеряют при постоянном соотношении между величиной нагрузки P и квадратом диаметра шарика D2. Это соотношение должно быть различным для металлов разной твердости. Метод Бринелля не рекомендуется применять для материалов с твердостью более 450 HB, так, как стальной шарик может заметно деформироваться, что внесет погрешность в результаты испытаний. Таблица 1 Условия испытания металлов на твердость по Бринеллю Число твердости по