Вдавливании индентора

Статические методы. Твердость по Бринелю (ГОСТ 9012—59) определяют вдавливанием стального шарика диаметром D в испытуемый образец (изделие) под действием нагрузки Р, приложенной в течение определенного времени. После снятия нагрузки измеряют диаметр отпечатка d, оставшегося на поверхности образца.

Твердость (кгс/см2) — способность пластмасс сопротивляться сосредоточенному на ее поверхности напряжению. Твердость определяют вдавливанием стального шарика диаметром 5 мм по глубине отпечатка при заданной силе (ГОСТ 4670—77) или при заданной глубине по величине приложенной силы. Результат находят как среднее арифметическое шести измерений. Методы неприменимы к газонаполненным пластмассам.

Твердость эбонита /?50ms, кгс/см2, определяют (ГОСТ 254—53) вдавливанием стального шарика диаметром 0,5 см с силой 50 кгс по формуле

4 п. Вдавливанием стального эталона Только для ручек управления

Твердость по Бринеллю определяется (ГОСТ 1786—80) вдавливанием стального шарика в поверхность испытуемого материала с заданной постоянной нагрузкой. Используют шарик диаметром 10 мм. Его вдавливают в материал при нагрузке 2,5 или 5 кН, измеряют с помощью микроскопа диаметр полученного отпечатка и по его величине рассчитывают число твердости.

Для инструментов на керамической и бакелитовой связке зернистостью № 12—М14 твердость измеряют на приборе Роквелла вдавливанием стального шарика диаметром V« или 1/в дюйма при рабочей нагрузке 60 кГ.

1) вдавливанием стального шарика в поверхность металла; это испытание производится на специальной машине и носит название метода Бринелля;

Для стали в закаленном и отпущенном или нормализованном состоянии, дюралюминия после старения и металлов в холодно-деформированном состоянии предел усталости не может быть достаточно точно установлен по результатам измерения твердости. Измерение твердости вдавливанием стального шарика не является универсальным способом. Этим способом нельзя испытывать материалы с твердостью более 450 НВ, измерять твердость тонкого поверхностного слоя (толщиной менее 1-2 мм), так как стальной шарик продавливает этот слой и проникает на большую глубину. Толщина измеряемого слоя (или образца) при этом способе должна быть не меньше 10-кратной глубины отпечатка.

Измерение твердости вдавливанием стального шарика по Бринеллю (ГОСТ 9012-59). При этом методе испытания стальной шарик диаметром D вдавливается в испытуемый образец (изделие) под действием нагрузки Р, приложенной в течение определенного времени, и после удаления нагрузки измеряется диаметр отпечатка, оставшегося на поверхности образца.

Измерение твердости вдавливанием стального шарика по Бри-неялю (ГОСТ 9012—59) *. При этом методе испытания стальной шарик диаметром D вдавливается в испытуемый образец (изделие) под действием нагрузки Р, приложенной в течение определенного времени, и после удаления нагрузки измеряют диаметр отпечатка, оставшегося на поверхности образца.

Измерение твердости по Бринеллю (ГОСТ 9012—59) выполняется вдавливанием стального закаленного шарика диаметром D в поверхность испытуемого изделия (образца) под действием нагрузки Р, приложенной в течение определенного времени. После удаления нагрузки измеряют диаметр отпечатка d, остающегося на поверхности образца (рис. 2.3). В поверхностном слое под инден-тором идет интенсивная пластическая деформация: диаметр отпечатка тем меньше, чем выше сопротивление металла деформации, производимой индентором. Число твердости по Бринеллю НВ определяется отношением нагрузки Р к площади поверхности отпечатка Fern. Считают, что поверхность отпечатка представляет шаровой сегмент, поэтому F0-rn равна произведению большой окружности шарика на максимальную глубину отпечатка t. Пренебрегая образованием наплыва (или, наоборот, вмятины) около краев отпечатка, глубину его можно выразить как

Метод горячей длительной твердости основан на использовании аналогии зависимостей длительной прочности и горячей длительной твердости металла, определяемой после различных выдержек при вдавливании индентора в испытуемый образец.

Службой металлов и сварки Донбассэнерго проведены работы по устранению взаимозависимости механических характеристик металла со значениями твердости, определенными при вдавливании индентора. Существуют статические и динамические методы измерения твердости.

Параллельно с разработкой методов и средств микроструктурного исследования процессов пластической деформации в лаборатории высокотемпературной металлографии ИМАШ была создана аппаратура для изучения температурной зависимости макро- и микротвердости различных металлов и сплавов при вдавливании индентора в нагретые образцы. Одним из первых устройств для измерения твердости металлов и сплавов при нагреве в вакууме явилась разработанная автором совместно с инж. В. В. Гусаровым

Привод механизма опускания и подъема индентора состоит из смонтированного на боковой плоскости крышки кулачкового валика 43, приводимого во вращение синхронным электродвигателем 44 типа СД-60. При повороте кулачок 43 надавливает на шток 42, сжимает сильфон и передает движение гибкому тросику 41. Рычаг 40 освобождает индентор, который под действием установленного груза опускается вниз на пружинах подвески. Если в этот момент индентор находится над образцом, то он вдавливается в выбранный ранее участок поверхности. При дальнейшем повороте кулачок 43 освобождает шток 42 и связанный с ним тросик, которые под действием пружины возвращаются в исходное состояние, одновременно подняв индентор с грузом. На кулачковом валике находится контактное устройство, связанное с электрической схемой, которая автоматически осуществляет циклы опускания и подъема индентора при нажатии расположенной на панели кнопки «Накол», а также при вдавливании индентора заданную выдержку времени, заранее устанавливаемую на шкале реле 45 типа РВ-4.

Выбор области контактных давлений, охватывающей интервал os
В последние годы для измерения абсолютного линейного износа по поверхности детали применяется способ искусственных баз. Этот способ в значительной мере получил развитие благодаря работам М. М. Хрущева и Е. С. Берковича [247]. В качестве искусственной базы в этом способе измерения линейного износа берется дно предварительно нанесенного на поверхность детали углубления, имеющего правильную геометрическую форму. Такие углубления могут быть получены или как отпечатай при вдавливании индентора, или как лунки при вырезании резцом, или как конические углубления при сверлении сверлом.

Испытания на твердость проводят обычно при статическом вдавливании индентора различной формы (сферической, конической, пирамидальной) в материал с регистрацией площади

Стандартное измерение твердости производится двумя методами. Наиболее распространен метод оценки твердости в условных единицах шкалы в 100 делений, заключающийся в замерах деформации пружины прибора при вдавливании индентора твердомера в испытуемый образец. Чем больше сопротивление погружению индентора и соответственно больше деформация пружины, тем выше твердость и больше показания прибора. Так определяется твердость по Шору в зарубежных приборах и по ГОСТу 263—53 на портативном приборе ТМ-2. Второй метод основан на измере-

Твердость (см. п. 8.1.2) не является каким-то особым специфическим свойством металла, а испытания на твердость — одна из разновидностей механических испытаний [42]. В зависимости от характера приложения нагрузки и движения индентора (наконечника твердомера) различают методы измерения твердости путем вдавливания, царапания и отскока закаленного стального бойка от поверхности испытуемого материала. В зависимости от скорости приложения на!рузки на индентор различают статические и динамические методы измерения твердости. Наибольшее распространение в технике получили статические методы измерения твердости при вдавливании шара, конуса или пирамиды. По геометрическим размерам отпечатка, полученного при вдавливании индентора под определенной нагрузкой, подсчитывают значение твердости с помощью соответствующих формул и таблиц. В табл. 8.89 приведена краткая классификация основных методов измерения твердости путем вдавливания индентора различной формы.

Если среднее напряжение в лунке Н при постепенном вдавливании индентора подсчитывать как отношение нагрузки Р к площади поверхности отпечатка М, то диаграмма вдавливания в координатах Н, ф имеет сходство с условной диаграммой растяжения. Такие диаграммы вдавливания и растяжения, на которых отмечены характерные точки, показаны на рис. 8.16. На диаграмме вдавливания напряжения в лунке Нп.ц (твердость на пределе пропорциональности), Нт или Но,2 (твердость на пределе текучести), Нмакс (максимальная твердость) соответствуют пределу пропорциональности Стп.ц, пределу текучести 0Т или 00,2 и временному сопротивлению ств диаграммы растяжения, а деформация гЗдД соответствует равномерной деформации при растяжении 6Р

В качестве реального подтверждения такой схемы могут служить данные, приведенные на рис. 8.19 [2]. Здесь показана связь между температурой деформации и твердостью по Виккерсу, определенной при вдавливании индентора с постоянной скоростью. На рисунке как характерные особые точки можно отметить Тр, Tq и Тх. Температура Тр является точкой перегиба, причем ТР значительно ниже температуры стеклования Tq; ниже Тр в зоне деформации, расположенной в окрестности отпечатка, отчетливо виден характерный узор, который отсутствует при температурах >7у. При температурах >Tq наступает довольно интенсивное разупрочнение, а затем при температурах Т>ТХ начинается упрочнение сплава. Температура Тр изменяется в зависимости от скорости деформации: при снижении последней ТР немного смещается в сторону более высоких температур.