ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Испытания на твердость из "Материаловедение и технология металлов " Твердость — это свойство материала оказывать сопротивление контактной деформации или хрупкому разрушению при внедрении индентора в его поверхность. Испытания на твердость — самый доступный и распространенный вид механических испытаний. Наибольшее применение в технике получили статические методы испытания на твердость при вдавливании индентора метод Бринелля, метод Виккерса и метод Роквелла. [c.37] Из формулы (2.3) следует, что значение НВ будет оставаться постоянным, если PjD = onst и Ф = onst. Выбор отношения pJd , а следовательно и нагрузки вдавливания Р, зависит от уровня твердости материала. Чем более твердый материал, тем рекомендуется большее отношение pJd . Исходя из этого в ГОСТ 9012—59 приведены следующие значения отношений jP/jD (МПа) 294 (сталь, чугун, высокопрочные сплавы) 98 (алюминий, медь, никель и их сплавы) 49 (магний и его сплавы) 24,5 (подшипниковые сплавы) 9,8 (олово, свинец). При D- 0 мм, / = 29400 Н (P/Z) = 294 МПа) и времени выдержки под нагрузкой 10 с твердость по Бринеллю обозначается символом НВ с указанием числа твердости. При этом размерность (кгс/мм ) не ставится, например 200 НВ, При использовании шариков других диаметров (1, 2, 2,5 и 5 мм) изменяется нагрузка вдавливания, а символ твердости НВ дополняется тремя индексами. Например, 180 НВ2.5/187,5/30 обозначает, что при D = 2,5 мм, / = 187,5 кгс (1839 Н) и времени выдержки под нагрузкой 30 с число твердости по Бринеллю равно 180. [c.38] Метод Бринелля не рекомендуется применять для материалов с твердостью более 450 НВ, так как стальной шарик может заметно деформироваться, что внесет погрешность в результаты испытаний. [c.38] Число твердости по Виккерсу обозначается символом НУ с указанием нагрузки Р и времени выдержки под нагрузкой, причем размерность числа твердости (кгс/мм ) не ставится. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой принимают для сталей 10—15 с, а для цветных металлов — 30 с. Например, 450 НУю/15 означает, что число твердости по Виккерсу 450 получено при / = 1 о кгс (98,1 Н), приложенной к алмазной пирамвде в течение 15 с. [c.39] Преимущество метода Виккерса по сравнению с методом Бринелля заключается в том, что методом Виккерса можно испытывать материалы более высокой твердости из-за применения алмазной пирамиды. [c.39] Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка. [c.40] Для измерения твердости тонких слоев материалов и даже их отдельных структурных составляющих применяют метод микротвердости (ГОСТ 9450—76). Этот метод по существу не отличается от метода Виккерса, однако при этом используют малые нагрузки вдавливания 0,049 (0,005), 0,098 (0,01), 0,196 (0,02), 0,49 (0,05), 0,98 (0,1), 1,962 (0,2), 4,9 (0,5) Н (кгс). [c.40] Трещиностойкостью называют свойство материалов сопротивляться развитию трещин при механических и других воздействиях. Трещины в материалах могут быть металлургического и технологического происхождения, а также возникать и развиваться в процессе эксплуатации. В случае возможности хрупкого разрушения для безопасной работы элементов конструкций и машин необходимо количественно оценивать размеры допустимых трещиноподобных дефектов. Для оценки размера допустимого дефекта необходимо знать количественную характеристику трещиностойкости материала. [c.40] Под плоской деформацией понимают деформацию, которая развивается в одной плоскости и запрещена по толщине образца. [c.40] Если условия (2.4) не выполняются, то необходимо взять образец с больщей толщиной и повторить испытания. [c.41] Для оценки склонности материалов к хрупкому разрушению широко применяют испытания на ударный изгиб образцов с надрезом, в результате которых определяют ударную вязкость. Ударная вязкость оценивается работой, затраченной на ударный излом образца и отнесенной к площади его поперечного сечения в месте надреза. [c.42] Согласно ГОСТ 9454—78, для определения ударной вязкости применяют призматические образцы с надрезами различных типов. Самыми распространенными типами являются образцы с И-образным (рис. 2.13, а) и У-образным (рис. 2.13, б) надрезами. [c.42] Указатель на шкале копра фиксирует величину работы К и проградуирован с учетом потерь (трение в подшипниках, сопротивление стрелки указателя, сопротивления воздуха и др.). [c.43] Ударная вязкость обозначается символом КС, МДж/м , и подсчитывается как отношение работы К к площади поперечного сечения образца в надрезе Е. Если образец с и-образным надрезом, то к символу добавляется буква и (КСи), а если с У-образным надрезом, то добавляется буква V (КСУ). [c.43] Вместе с тем ударная вязкость является сложной механической характеристикой и состоит из двух составляющих удельной работы зарождения трещины КС, и удельной работы ее распространения КСр, т. е. [c.43] Для охрупченных материалов основная часть работы идет на зарождение трещины, а работа распространения трещины незначительна. Для пластичных материалов работа распространения трещины имеет преобладающее значение. Анализ составляющих ударной вязкости позволяет более рационально выбрать материал и определить его назначение. [c.43] По методу А. П. Гуляева испытывают несколько ударных образцов, имеющих различный радиус округления в вершине надреза г. После испытаний и подсчета ударной вязкости каждого образца строится график (рис. 2.15). Экстраполируя прямую на ось ординат, получают удельную работу распространения трещины КСр. В этом случае образец с радиусом надреза, близким к нулю, отождествляется с образцом, имеющим усталостную трещину. [c.44] При сравнении оба метода дают достаточно близкие значения составляющих ударной вязкости. [c.44] Вернуться к основной статье