ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механические основы испытаний на твердость из "Механические испытания материалов при высоких температурах " Экспериментальные данные подтверждают, что твердость по методу внедрения пирамиды не зависит от нагрузки при Р 5 ч- 10 Н. [c.37] Твердость, полученная по методу одностороннего сплющивания, при Р = 5 50 Н, согласно данным Меллока [226, 227], также не зависит от нагрузки. Опыты Меллока показали, что нагрузка Р была практически пропорциональна оР в интервале твердостей отожженных и закаленных сталей. [c.37] Расчетные формулы для вычисления твердости ио методу вдавливания пирамиды, конуса и ио методу одностороннего сплющивания конических образцов приведены в табл. 3. [c.38] Таким образом, при испытании любым остроконечным коническим или пирамидальным наконечником, а также по методу одностороннего сплющивания конических образцов твердость, вычисленная как удельная работа деформации в виде отношения работы деформирования к объему отпечатка, совпадает с твердостью, рассчитанной как среднее удельное давление в виде отношения вертикальной нагрузки к площади проекции отпечатка. Иначе говоря, твердость можно рассматривать и как среднее удельное давление, и как среднюю удельную работу деформирования. Первый способ удобен при измерении статической твердости, когда измеряется нагрузка, а второй — при расчете динамической твердости, когда известна энергия удара [30, 62]. [c.38] Твердость по методу одностороннего сплющивания по всем трем способам расчета одинакова и соответствует среднему удельному давлению или среднему контактному давлению (см. табл. 3) [30]. [c.38] Рассмотрим, в каком соотношении находятся твердости, определяемые как отношения вертикальной силы к площади проекции отпечатков пирамиды и конуса, со средним контактным давлением. [c.38] Примечание. Нпов твердость, отнесенная к поверхности отпечатка Wjjp — твердость, [отнесенная к проекции отпечатка — твердость, отнесенная к объему материала, вытесненного индентором. [c.39] Пусть В испытуемый материал силой Р вдавливается наконечник в виде правильной пирамиды с п гранями, наклоненными к оси под углом 7. Очевидно, что эта сила разложится на п нормальных к граням сил, равных N, каждую из которых, в свою очередь, можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие (рис. 16). [c.39] Таким образом, для наконечника в виде любой правильной пирамиды среднее давление на боковую поверхность выдавливаемого им отпечатка равно твердости, определяемой как отношение вертикальной силы к площади проекции отпечатка. Это будет справедливо и для правильной пирамиды с бесконечно большим числом граней, т. е. для конуса с любым углом заострения 2у. [c.40] По мнению автора работы [62], единственно правильным способом расчета статической твердости является вычисление ее в виде отношения вертикальной нагрузки к площади проекции соприкосновения наконечника с испытуемым телом, что позволяет рассматривать твердость как среднее контактное давление. Такой способ равнозначен расчету динамической твердости для пирамидальных и конических наконечников в виде отношения энергии удара к объему отпечатка. [c.40] Несмотря на указанные преимущества статической твердости, вычисленной на площади проекции отпечатка (твердости по Мейеру), большинство исследователей продолжают пользоваться статической твердостью, вычисленной по площади поверхности отпечатка (твердость по Виккерсу, Бринелю), Очевидно, это объясняется тем, что многие вопросы теоретического обоснования принятых методов измерения твердости еще не решены. Например, нет полного решения задач о точном распределении напряжений и деформаций вокруг отпечатков разных форм. Кроме того, при расчете твердости не учитывается влияние выпучивания поверхности образца в зоне отпечатка. [c.40] Рассмотрим эффект выпучивания поверхности образца в зоне отпечатка. Это явление неизбежно, так как можно считать, что при пластическом деформировании объем материала практически не изменяется. Строго говоря, утверждение о неизменности объема верно с большой степенью приближения. Обычно при пластическом деформировании плотность материала сначала растет, а затем при увеличении степени деформации падает. Снижение плотности на 0,5% наблюдали после прокатки с обжатием 90% [207]. [c.41] При вдавливании пирамиды материал образца выпучивается вверх, вдоль граней пирамиды. Максимальное выпучивание имеет место вблизи середины сторон отпечатка. В отличие от метода вдавливания шарика, когда выпучивание увеличивает диаметр отпечатка и потому в некоторой степени учитывается при обычном расчете твердости, при определении твердости вдавливанием пирамиды размеры диагоналей отпечатка практически не изменяются и, следовательно, существующие методы расчета твердости по Виккерсу и Мейеру выпучивание совершенно не учитывают. Расчет показывает, что твердость по Мейеру, вычисленная с помощью формулы (II.7) при учете влияния выпучивания, с точностью 6% равна значению твердости по Виккерсу (II.6)i т. е. [c.41] При определении твердости по методу одностороннего сплющивания измеряют диаметры отпечатков с полным учетом выпучивания, и твердость также приобретает физический смысл среднего контактного давления. [c.42] Следовательно, совпадение результатов испытания твердости методами вдавливания и одностороннего сплющивания (см. рис. 14) объясняется тем, что в обоих случаях определяли одну и ту же характеристику материала, имеющую ясный и определенный физический смысл среднего контактного давления с учетом явления выпучивания поверхности образца в зоне отпечатка. В таком случае твердость однородного материала имеет характер константы материала, независимой от метода определения, величины прилагаемой нагрузки или затрачиваемой энергии [29, 30, 31, 152]. [c.42] Вернуться к основной статье