ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Инденторы для измерения твердости материалов при высоких температурах из "Механические испытания материалов при высоких температурах " При сравнительно низких температурах для измерения твердости тугоплавких материалов используется алмаз. Высокая твердость алмаза связана с локализацией валентных электронов у остовов атомов с образованием весьма устойчивых конфигураций, определяющих в свою очередь жесткость и направленность химических связей. Эти положительные свойства позволяют применять кристаллы алмаза в качестве материала инденторов при измерении твердости тугоплавких соединений и материалов на их основе до температуры 1100 К. Алмазные наконечники, характеризующиеся высокой твердостью при низких температурах, обнаруживают быстрое притупление и уменьшение стойкости в условиях высоких температур. Установлено [112], что при температурах, начиная с 1200 К, измерение твердости вызывает быстрый износ алмазных пирамид, а при температуре 1370—1470 К в результате одного вдавливания наконечник выводится из строя. В процессе длительного пребывания при высоких температурах алмазный наконечник постепенно подвергается графитизации, резкой потере прочности и разупрочнению. При температурах свыше 1100—1150 К происходит превращение алмаза в графит. [c.55] В работах [224, 225] показано, что некоторые тугоплавкие соединения могут быть использованы в качестве инденторов для измерения твердости карбидов и боридов. Сондерс и Пробст использовали карбид бора (В4С) для определения горячей твердости некоторых боридов при температуре 1900 К. [c.56] Специальная работа была посвящена выяснению возможности применения инденторов из карбида бора и ди-борида титана для измерения твердости карбидов при высоких температурах в вакууме [71, 178]. Исходными материалами для изготовления заготовок инденторов служили аморфный бор (чистотой 99,5%), ламповая сажа зольностью 0,2%, а также мелкодисперсный порошок карбида бора состава 76,8% В, 21,9% Си порошокдиборида титана состава 69,3% Ti, 30,4% В. [c.56] Образцы В4С из исходных порошков готовили горячим прессованием в среде аргона при температуре 2270 К в течение 900 с под давлением 1800 МПа. Образцы из диборида титана приготовлены горячим прессованием при температуре 2600 К в течение 300 с под давлением 1200 МПа. [c.56] Заготовка индентора закрепляется чеканкой в державке. Державки высокотемпературных инденторов изготовляли из молибдена, имеющего высокую температуру плавления и близкий по значению к применяемым тугоплавким соединениям коэффициент линейного расширения 5,5 х X 10 град-. [c.56] Для заточки индентора типа стандартной четырехгранной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями разработаны два специальных устройства [71, 99]. [c.56] Обработку граней осуществляли алмазными кругами и алмазными пастами разной зернистости на притирочных кругах. Контроль качества заточки стандартной четырехгранной пирамиды осуществляли инструментальным и металлографическим микроскопами. Результатами проверки установлено, что изготовленные инденторы удовлетворяют требованиям стандарта. [c.56] Исследование твердости проведено в вакууме 1,3 х X 10 Па на установках УВТ-2 и УМТ-1. [c.56] Инденторы испытывали при определении твердости горячепрессованных образцов карбида вольфрама. Плоскости образцов перед нанесением отпечатков подготавливали таким же образом,как и для металлографических исследований. Процесс испытания осуществляли ступенями через 100—200 К при неизменном времени приложения нагрузки в 10 Н к образцу в течение 60 с. При температурах от 290 до 1100 К в качестве материала индентора применялся алмаз, а при температурах от 1300 до 2170 К — карбид бора и диборид титана. [c.57] Вершина индентора из диборида титана сплющилась при температуре 1770 К вследствие падения твердости TiBj при этой температуре. [c.57] Инденторы выполнены в виде стандартной четырехгранной пирамиды с углом при вершине 136 20°, Испытания проводились до 1300 К индентором из алмаза, а при более высоких температурах — индентором из карбида бора. Образцы сапфира (диаметром 3 мм и высотой 4 мм) получены из искусственного материала в виде прутка, который использовался нами для изготовления инденторов. Испытуемая поверхность образца располагалась перпендикулярно к оси прутка. Размеры полученных отпечатков микротвердости измерялись с помощью микроскопа типа МИК-1 при 800-кратном увеличении. [c.58] В развитие работ по изысканию материала индентора проведено испытание 40 наконечников, изготовленных из карбида бора и сплавов на основе карбида бора с добавками титана (0,5 1 3 5 7 10 и 15%Ti), разработанных Г. Н. Макаренко в Институте проблем материаловедения АН УССР. [c.58] При испытании измерялась макро- и микротвердость тугоплавких металлов и их соединений на установках УВТ-2 и УМТ-1 [143, 146] при нагрузках от 10 до 0,7 Н в вакууме в интервале температур 570—2300 К. [c.58] Установлено, что инденторы из сплавов карбида бора с титаном (оптимальное содержание титана 5%) позволяют производить измерения твердости до температур 2300 К. При температурах 600—800 К разрушения вершины и граней индентора не наблюдались. Материал индентора допускает многократную переточку без ухудшения качества. [c.58] Инденторы из чистого карбида бора позволяют проводить измерения твердости при температурах от 1100 до 2100—2200 К. При более высоких температурах происходит сплющивание вершины наконечника, а при более низких наблюдается хрупкое разрушение. [c.58] Вернуться к основной статье