ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Измерение твердости вдавливанием алмазного конуса (твердость по Роквеллу) из "Металловедение Издание 3 " В металл вдавливается стальной шарик и значения твердости определяют по величине поверхности отпечатка, оставляемого шариком. Шарик выдавливают с помощью пресса. Во многих конструкциях давление осуществляется гидравлическим способом. Чаще изготавливают прессы, в которых вдавливание осуществляется с помощью грузов, передвижение которых осуществляется электродвигателем. [c.148] В результате вдавливания шарика в образце остается отпечаток со сферической поверхностью (лунка). [c.149] Диаметр отпечатка измеряют специальной лупой, на окуляре которой нанесена шкала с делениями, соответствующими десятым долям миллиметра. Диаметр отпечатка следует измерять с точностью до 0,05 мм (при вдавливании шарика диаметром 10 и 5 мм) в двух взаимно перпендикулярных направлениях для определения твердости следует принимать среднюю из полученных величин. [c.149] Получаемое число твердости зависит от диаметра отпечатка ё. Последний тем больше, чем мягче испытуемый металл. С уменьшением диаметра отпечатка, т. е. с увеличением твердости испытуемого металла, возрастает число твердости. [c.150] Однако получение постоянной и одинаковой зависимости между величиной нагрузки и диаметром отпечатка, необходимое для точного определения твердости, сравнительно надежно достигается только при соблюдении определенных условий. При вдавливании шарика на разную глубину, т. е. с разной нагрузкой для одного и того же материала, не соблюдается закон подобия между получаемыми диаметрами отпечатка. Наибольшие отклонения наблюдаются в случае, если шарик вдавливается с малой нагрузкой и оставляет отпечаток небольшого диаметра или вдавливается с очень большой нагрузкой и оставляет отпечаток большого диаметра, приближающегося по величине к диаметру шарика. Поэтому твердость измеряют при постоянном соотношении между величиной нагрузки Р и квадратом диаметра шарика Естественно, что это соотношение должно быть различным для металлов разной твердости. Деформация металла в разных участках под шариком неодинакова. Вызываемая этим неоднородность напрял-сенного состояния возрастает с увеличением поверхности отпечатка, т. е. величины нагрузки. [c.150] В процессе вдавливания наряду с пластической деформацией измеряемого металла происходит также упругая деформация вдавливаемого шарика. Величина этой деформации, искажающей результаты определения, значительно больше при измерении более твердых материалов. Поэтому испытания вдавливанием шарика ограничивают измерением металлов небольшой и средней твердости (для стали с твердостью не более 450 НВ). Известное влияние оказывает также длительность выдержки металла под нагрузкой. Легкоплавкие металлы (свинец, цинк, баббиты), имеющие низкую температуру рекристаллизации, испытывают пластическую деформацию не только в момент вдавливания, но и в течение некоторого времени после приложения нагрузки. С увеличением выдержки под нагрузкой пластическая деформация этих металлов практически прекращается. [c.150] Для металлов с высокими температурами плавления влияние продолжительности выдержки под нагрузкой незначительно, что позволяет применять более короткие выдержки (10—30 сек). [c.150] ГОСТом установлены нормы для испытаний по Бринелю (табл.13). [c.150] Минкевич определил для стали примерную количественную зависимость между числами твердости НВ и временным сопротивлением (пределом прочности). Последующие работы Н. А. Минкевича, И. А. Одинга Н. В. Гевелинга и других авторов показали, что между временным сопротивлением (пределом, прочности) и числом твердости НВ различных металлов существует следующая зависимость. [c.151] Г е в е л и и г, Г. Я. С е р г е е в и др. Лаборатория металловедения, Оборонгиз, 1939. [c.151] Эти данные соответствуют соотношению, по которому предел выносливости составляет примерно 0,5аь. [c.152] Для стали в закаленном и отпущенном или нормализованном состоянии, для дуралюмина после старения и для металлов в хо-лоднодеформированном состоянии предел усталости не может быть достаточно точно определен по результатам измерения твердости. [c.152] Твердость измеряют на приборе (рис. 80), в нижней части неподвижной станины которого установлен столик 1 для испытуемого образца. В верхней части станины укреплены индйка-тор 4, масляный регулятор 5 и шток 6, в котором устанавливается наконечник с алмазным конусом, имеющим угол в вершине 120°, или со стальным шариком диаметром 1,59 мм. Индикатор 4 представляет собой циферблат, на котором нанесены две шкалы (черная и красная) и имеются две стрелки — большая (указатель твердости), вращающаяся по шкале, и меньшая для контроля величины предварительного нагружения, сообщаемого вращением маховика 2. [c.153] Алмазным конусом с нагрузкой 60 кг (HRA) твердость определяют для очень твердых металлов (более 70 HR ), например твердых сплавов, когда вдавливание алмазного конуса с большой нагрузкой может вызвать выкрашивание алмаза, а также для изменения тонких поверхностных слоев (0,3—0,5 мм) или тонких образцов (пластинок). [c.156] Стальным шариком с нагрузкой 100 кГ (HRB) твердость определяют для мягкой (отожженной) стали или отожженных цветных сплавов в деталях или образцах толщиной 0,8—2 мм, т. е. в условиях, когда измерение по Бринелю, выполняемое шариком большого диаметра, может вызвать смятие образца. [c.156] Для более мягких цветных металлов с твердостью менее 60 НВ применяют измерения по Бринелю с небольшими нагрузками (см. табл. 13). Поскольку шарик этого прибора имеет больший диаметр, то удельное давление при его вдавливании оказывается меньшим и не вызывает значительного смятия. [c.156] Расстояние от центра отпечатка до края образца или до центра другого отпечатка должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при вдавливании шарика. Толщина образца должна быть не менее 10-кратной глубины отпечатка. [c.156] Вернуться к основной статье