Измерение твердости

Метод непосредственной оценки — это метод, в котором значение измеряемой величины непосредственно отсчитывается по шкале измерительного прибора (измерение температуры жидкостным термометром, измерение давления манометром и т. д.).

Измерение температуры основывается на явлении теплообмена между измерителем температуры и телом. Таким образом, о температуре тела можно судить по изменению какого-либо физического свойства рабочего вещества измерителя температуры при его нагревании или охлаждении. Выбранное физическое (термометрическое) свойство должно однозначно зависеть от температуры. Однако такая температурная шкала является условной, так как справедлива лишь для конкретного рабочего вещества измерителя температуры.

где Qi и Qz — соответственно количество теплоты, подведенной и отведенной в обратимом цикле Карно. Обратимый цикл Кар-но является пределом, к которому реальные двигатели могут лишь приближаться по своим характеристикам, но которого они никогда не достигнут. Поэтому на основе соотношения (3.2) непосредственное измерение температуры выполнить нельзя.

8. На каком принципе основано измерение температуры термометром сопротивления?

Для измерения давления в напорной и сливной гидролиниях установлены манометры 31 и 32. Измерение температуры осуществляется термодатчиком 33, приемник 34 которого размещен в гидробаке.

Каждый из перечисленных методов не позволяет осуществить надежный и достаточно полный контроль температуры в зоне трения. Для решения этой задачи необходимо применять комплексный метод исследования тепловых явлений, включающий измерение температуры с применением термопар, металлографический и рентгеноструктурный анализы, измерение микротвердости тонкого поверхностного слоя. Совместный анализ результатов измерений позволит установить связь между температурой нагрева металла, микроструктурой и микротвердостью поверхностного слоя в различных точках поверхности трения и на различных расстояниях от нее.

111. Кетлинг Б.Г, Храпов Б.И. Измерение температуры в точке поверхности при нестационарном трении // Завод, лаб. 1964. № 8. С. 42^6.

В сравнительных методах квазпетаинонарного режима Q определяется по распределению температуры и эталонном теле, физические свойства которого известны. Ноли условие маль х значений Био не выполняется, то в зависимость (1-6) вводится среднее интегральное значение температуры по объему. Применительно к телам простои геометрической формы найдены координаты точки, в которой истинное значение температуры совпадает со средним интегральным значением температуры данного тела [см. гл. 3, зависимости (3-50)]. Тогда измерение температуры -олько в этой точке позволяет найти Q из (1-6).

Коэффициент теплоотдачи определяется уравнением (5-9), а максимальная относительная ошибка опыта — зависимостью (1-24). Найдем ошибку измерения коэффициента теплоотдачи при свободной конвекции в большом объеме при температуре 20° С. Допустим, что температура поверхности трубы составляет 60° С. Измерение температуры производится с ошибкой 0, 10° С. Труба имеет наружный диаметр 20 и длину 300 мм. Примем ошибку измерения линейных раз-мерор. равной 0,1 мм. Относительная ошибка определения теплового

При использовании метоца температурных перепадов производится измерение температуры на оси образца и радиального перепада температуры в нем. Температура образца на оси измеряется потенциометром ЭПП-09, а радиальный перепад — полуавтоматическим потенциометром Р2/1 или ППТН-1.

меняется специальный тепломер. Опытный контур с жидким натрием находится под избыточным давлением аргона. Все части контура, находящегося в контакте с жидким натрием, выполняются па нержавеющей стали 1Х18Н9Т. На первом участке опытной трубы заложено 56, а на втором — 48 термопар из меди и константана. Общим электродом служит сама медная труба, вторыми электродами служат констаптаповые проволоки, зачска-ненные в стенке этой трубы. Измерение температуры жидкого натрия по поперечному сечению и по длине трубы производится специальным зондом, а его расход измеряется с помощью магнитного расходомера.

Так как при методе Бринелля, значение твердости определяют отношением нагрузки Р (кгс) на поверхность отпечатка (мм2), то твердости может быть приписана размерность (как н прочности) кгс/мм2. Однако при деформации вдавливанием напряжение крайне неравномерно распределялось по поверхности во время испытания, поэтому такое деление (нагрузка на поверхность отпечатка) не имеет четкого физического смысла. Поэтому лучше не давать твердости указанной размерности, а само измерение твердости считать как технологическую пробу, косвенно характеризующую прочность.

Твердостью металла называют свойство материала оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии (внедрении) индентора на поверхностные слои материала. Измерение твердости вследствие быстроты и простоты осуществления, а также

измерение твердости металла различных участков сварного со--единения и наплавленного металла.

28. ГОСТ 9012. Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю.

32. ГОСТ 28868. Металлы и сплавы цветные. Измерение твердости методом ударного отпечатка.

24. ГОСТ 9012. Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю.

23273-78 Металлы и сплавы. Измерение твердости ме-

Измерение твердости осуществляли по ГОСТ 9013-59 на приборе ТК-2, а также с помощью портативного электронного твердомера ТЕМП-1, выпускаемого научно-производственной фирмой «Технотест» (Москва).

Имеются стандарты, регламентирующие измерение твердости [33—38]. Стандарт [39] определяет параметры и пределы допустимой погрешности стационарных твердомеров, выпускаемых отечественной промышленностью.

Согласно стандарту [35], измерения твердости по Виккерсу проводятся при нагрузках от 9,8 Н (1 кгс) до 980 Н (100 кгс). По схеме нагружения метод напоминает измерение твердости по Бринеллю, только в качестве индентора используется четырехгранная алмазная пирамида с углом между противоположными гранями 2,38 рад (136°). Численное значение.твердости по Виккерсу (HV) определяют по длине диагонали отпечатка, используя специальные таблицы, либо по формуле [35]. При измерении твердости необходимо, чтобы минимальная толщина покрытия была больше диагонали отпечатка в 1,2 раза. Методом Виккерса можно измерять твердость поверхностных слоев или покрытий толщиной до 0,03—0,05 мм [40]. Если толщина слоя не известна, то проводится несколько измерений при различных нагрузках до тех пор, пока при уменьшении нагрузки значения твердости не будут близки по своим значениям или совпадать. Размерность значений твердости, определенных по методу Бринелля или Виккерса, одинакова — паскаль (кгс/мм2); кроме того, для материалов с твердостью до НВ 450 числа твердости совпадают. Метод обычно применяют для материалов, у которых НВ >> 360, т. е. для термоупрочненных сталей, износостойких покрытий и др. Из всех методов замера твердости рассматриваемый наиболее совершенен, так как позволяет получать численные значения практически для любых материалов и в любых интервалах твердости.

Методы измерения твердости материалов прочно вошли в практику контроля качества и проведения научных исследований. Научная и практическая ценность этих измерений заключается в том, что по величине твердости можно судить о многих важных характеристиках свойств материалов, а часто и определять их. Из результатов многочисленных исследований следует, что твердость материала зависит от его кристаллической структуры и связана со многими механическими и физическими характеристиками, с пределами текучести, прочности, усталости, с ползучестью и длительной прочностью, сжимаемостью, коррелируется также с некоторыми магнитными и электрическими свойствами. Измерение твердости является простым, но высокочувствительным методом исследования механизма пластической деформации, старения, наклепа, возврата, рекристаллизации и других фазовых и структурных превращений.