Испытание на твердость (при малых нагрузках)

Определение глубины цементированного слоя по испытанию на твердость при малых нагрузках [c.92]

ИСПЫТАНИЕ НА ТВЕРДОСТЬ (ПРИ МАЛЫХ НАГРУЗКАХ) [c.650]

Вследствие анизотропии твердости кристаллитов, из кото- рых состоят сплавы металлов, даже и при традиционных испытаниях на твердость при малых нагрузках наблюдается некоторый разброс. При описанном здесь динамическом способе испытания на твердость на величину разброса влияет упругая анизотропия кристаллитов, особенно при большой величине зерна. Наложение анизотропии обоих видов может как уменьшать, так и увеличивать суммарный разброс результатов измерения. [c.655]

Местное воздействие нагрузки на небольшую часть поверхности образца и малый объем испытуемого металла являются несомненным преимуществом этих методов испытания на твердость, при которых изделие не разрушается и поступает в эксплуатацию. При необходимости можно осуществлять 100-про центный контроль деталей. Приборы для определения твердости обычно портативны, просты в обслуживании и высокопроизводительны. Эти преимущества привели к широкому применению испытаний на твердость, которые являются самыми распространенными контрольными испытаниями. Особенно большой интерес при проведении тонких исследований представляет метод замера микротвердости. [c.364]

Поэтому очевидно, что новый метод измерений в первую очередь должен был бы подойти для определения твердости при малых нагрузках и микротвердости. Современный твердомер для малых нагрузок (Р=8Н) с ручным зондом показан на рис. 33.14. Конструкция ручного зонда схематически показана на рис. 33.15. Ввиду необходимости передавать нагрузку при испытаниях на внедряемый наконечник без чрезмерного демпфирования колебаний, вместо простой массы, несущей на себе наконечник, применяют механический резонатор, стоячая волна которого имеет по крайней мере один узел колебаний К, например стержневой вибратор 1, возбуждаемый при своей второй продольной резонансной частоте. [c.653]

При определении твердости внешние нагрузки передаются на образец вдавливанием в его поверхность твердого наконечника в виде шарика, конуса или пирамиды, мало деформирующихся при испытаниях. Напряженное состояние, создаваемое при определении твердости, характеризуется большим значением коэффициента жесткости ( i>2), что делает возможным применение метода твердости для испытания материалов, хрупких при других способах нагружения. Испытанием на твердость оценивается в основном сопротивление значительным пластическим деформациям. [c.198]

Кроме этих основных приборов для испытания на твердость, получивших значительное распространение при контроле в заводской практике и при работе в исследовательских лабораториях, за последние годы появились приборы для измерения микротвердости (т. е. твердости металла в малых объемах) путем вдавливания наконечника под небольшими нагрузками. Ниже помещено описание приборов ИМАШ (Института машиноведения Академии наук СССР), сконструированных для этих целей. [c.136]

Вдавливание конуса и пирамиды. Развитие серийного производства и массового контроля заставило стремиться к дальнейшему упрощению и ускорению испытаний на твердость. Для этого необходимо было устранить существенный недостаток, присущий методу Бринелля, а именно величина НВ хотя и мало, но зависит от величины нагрузки, что придает условный характер получаемым результатам. При замене шарика конусом или пирамидой устраняется указанный недостаток. Твердость при вдавливании конуса может быть определена как отношение нагрузки к площади отпечатка [c.63]

Область испытания на твердость значительно может быть расширена за счет применения метода микротвердости . Под последним подразумеваются характеристики твердости, определяемые методом вдавливания индентора при малых нагрузках и получаемые при малых микроскопических отпечатках. Метод микротвердости требует увеличения точности формы и размеров индентора и применения более совершенных и точных измерений отпечатков или глубин внедрения с помощью специальных оптических и тензометрических средств. Микротвердость расширяет область изучения свойств материалов, особенно в связи с физической и структурной неоднородностью. [c.166]

Испытание твердости на приборе Виккерса производится в тех случаях, когда необходимо определить твердость тонких деталей толщиной менее 0,3 мм, например, твердость тонкого азотированного слоя, твердость стержней малого сечения (спиральные сверла диаметром 1 мм и менее, режущие кромки разверток и т. п.). В этом приборе испытание ведут четырехгранной алмазной пирамидой с углом при вершине 136° нагрузка — в 5 10 20 30 50 и 100 кГ. Малые нагрузки применяют для измерения твердости азотированного слоя тонких или мелких предметов. Во всех остальных случаях применяют повышенную нагрузку. Мерилом твердости на приборе Виккерса служит размер диагонали углубления пирамиды на испытуемой детали. [c.33]

Испытания на микротвердость. Стандартные методы определения твердости по принципу статического вдавливания наконечника определенной формы и размеров при нагрузках от 5 до 3000 кГ не позволяют определять твердость отдельных структурных составляющих металлов, металлических покрытий и др., так как стальной шарик или алмазный конус, вдавливаясь, занимает значительную площадь. Между тем измерение твердости микроскопически малых объемов металла имеет большое значение для решения целого ряда технологических и научных задач. [c.53]

При этих испытаниях определяются свойства материалов в пластической области, без разрушения. Позднее были найдены удобные методы определения сопротивления малым пластическим деформациям, т. е. предела текучести при вдавливании [3, 29]. Существует большое количество переносных приборов для испытания на вдавливание. С помощью этих приборов измеряют твердость материала готовых крупных конструкций и деталей машин. Весьма удобен переносный прибор для измерения твердости вдавливанием алмазной пирамиды при нагрузке 1—5 кгс, создаваемой пружиной этот прибор позволяет производить измерения в различных положениях [c.57]

Испытания на микротвердость. Стандартные методы определения твердости по принципу статического вдавливания наконечника определенной формы и размеров при нагрузках от 5 до 3000 кГ не позволяют определять твердость отдельных структурных составляющих металлов, металлических покрытий и др., так как стальной шарик или алмазный конус, вдавливаясь, занимают значительную площадь. Между тем измерение твердости микроскопически малых объемов металла имеет большое значение для решения целого ряда технологических и научных задач. Эти испытания производятся вдавливанием алмазной пирамиды с углом при вершине 136° при нагрузках 2—200 Г (фиг. 23). Прибор снабжен микроскопом с окулярным микрометром и установкой для фотографирования микроструктур и отпечатков. Общее увеличение микроскопа при окуляре 15> — 485 раз. Поверхность отпечатка вычисляется. по длине его диагонали с . Если Р выразить в граммах, ас1 — амикронах, то число твердости Н можно определить по следующей формуле [c.46]

Если металл имеет гетерогенную структуру с крупными выделениями отдельных структурных составляющих, различных по свойствам (например, серый чугун, цветные подшипниковые сплавы), то для испытания твердости следует выбирать шарик большого диаметра. Если же металл имеет сравнительно мелкую и однородную структуру, то малые по объему участки испытуемого металла могут быть достаточно характерными для оценки свойств материала в целом и, в частности, его твердости. В этих случаях испытания можно проводить вдавливанием тела меньшего размера, например алмазного конуса или пирамиды, и на меньшую глубину, и, следовательно, при небольшой нагрузке. [c.169]

Определение твердости очень малых и тонких предметов производится на приборе Виккерса алмазной пирамидой. Нагрузка при испытании на приборе Виккерса может изменяться от 5 до 100 кг. Поэтому и отпечатки получатся очень малыми. [c.214]

Испытание на микротвердость. Это испытание применяют при определении твердости микроскопически малых объемов металла, например твердости отдельных структурных составляющих сплавов. Микротвердость определяют на специальном приборе, состоящем из механизма нагружения с алмазным наконечником и металлографического микроскопа. Поверхность образца подготовляют так же, как и для микроисследования. Четырехгранная алмазная пирамида (с углом при вершине 136°, таким же как и у пирамиды при испытании по Виккерсу) вдавливается в испытуемый материал под очень небольшой нагрузкой —0,05—5 Н (5—500 гс). Число твердости Н определяют по той же формуле, что и твердость по Виккерсу. [c.19]

Прибор регулируют следующим образом. На столик прибора помещают образец какого-либо материала и поджимают его к наконечнику. При подъеме винта соблюдают те же правила, что и при нормальном испытании твердости, но когда малая стрелка дойдет до красной точки на циферблате индикатора, подъем столика не останавливают, а продолжают до тех пор, пока не будет определенного сопротивления дальнейшему вращению. Это наступает после того, как, приложив предварительную нагрузку 10 кгс (98 н), наталкиваются на основную нагрузку. Как только потребуется 240 [c.240]

При испытании методом Бринеля поверхность должна быть совершенно гладкой. Ее необходимо тщательно зачистить напильником или наждачным кругом и наждачной бумагой. Расстояние центра отпечатка от края образца или от другого отпечатка должно быть не слишком малым во избежание искажения размеров лунки. Нагрузка должна постепенно и плавно без толчков увеличиваться в течение 15 сек. и выдерживаться на конечной величине около 30 сек. для стали с твердостью свыше 140 по Бринелю достаточна выдержка в 10 сек. [c.92]

Образец следует таким образом установить в приспособление для крепления, чтобы испытуемая поверхность была перпендикулярна направлению испытательной нагрузки. Для получения отпечатков идентора на определенных расстояниях от края образца необходимо установить соответствующее крепежное приспособление. Поэтому приборы для испытания на твердость при малых нагрузках, как правило, оснащены крестообразным столом. Он служит для установки и снятия крепежных приспособлений и позволяет ступенчато с высокой точностью перемещать образец. При определении твердости вблизи кромки образца необходимо следить за тем, чтобы на результат испытания не оказывали влияния такие деформации образца, как коробление кромок. [c.94]

Испытания на твердость заключаются в определении сопротивления металла внедрению стального шарика или алмазной пирамиды (конуса) при различной величине приложенной нагрузки (макротвердость, твердость при малых нагрузках и микротвердость). [c.39]

Целью технического испытания на твердость является определение суммарного значения твердости, т. е. интерес представляет не твердость отдельных составных частей структуры или небольших областей материала, а его средняя твердость. Как правило, испытательные нагрузки, а вместе с тем получаемые отпечатки идентора настолько велики, что различные твердости отдельных составных частей структуры или отдельных кристаллов не оказывают уже более отрицательного влияния на результаты испытания. Определять твердость крупнозернистых материалов или материалов с очень неоднородной структурой рекомендуется по Бринеллю. Например, нужно испытывать на твердость по Бринеллю легкие металлы и их сплавы, а также чугун (шарик диаметром 5 или 10 мм), а если представляет интерес твердость очень маленьких областей или отдельных составных частей структуры, то нужно определять либо твердость при малой нагрузке, либо ми кротвердость. [c.89]

Определение твердости при вдавливании шарика или конуса с предварительным нагружением (по Роквеллу). При этом методе глубина отпечатка измеряется в самом процессе вдавливания, что значительно упрощает испытание. В зависимости от твердости материала применяют наконечники двух типов стальные шарики диаметром 1,6 мм для испытания металлов малой и средней твердости при суммарной (основной и предварительной) нагрузке 100 кгс (шкала В> и алмазный конус с углом при вершине 120 и радиусом закругления в вершине конуса 0,2 мм для испытания твердых металлов при суммарной нагрузке 150 кгс (шкала С) и при суммарной нагрузке 60 кгс (шкала А). Нагрузка прилагается последовательно в две стадии (ГОСТ 9013—59) сначала предварительная, обычно равная 10 кгс, а затем окончательная, равная большей частью 90 или 140 кгс. После приложения предварительной нагрузки индикатор, измеряющий глубину отпечатка, устанавливается на нуль. Когда отпечаток получен приложением окон- [c.200]

Для испытания на твердость тонких листов толш,иной от 0,15 мм и выше применяют прибор Виккерса (ЯУ). Испытания производятся алмазным наконечником в форме квадратной пирамиды с углом при вершине в 136° под действием нагрузки в зависимости от толщины и твердости материала в пределах 50— 1200 Н. Для получения данных о твердости материала толщиной менее 0,15 мм применяют методы испытания так называемых малых нагрузок и на микротвердость. [c.25]

Для опытов были изготовлены пластины из стали ЗОХГСА термообработанные до твердости НЕС 32 и затем никелированные в кислом растворе 4к. Испытаниям подвергались нетермообработанные и термообработанные при разных температурах образцы. Выдержка при этих температурах составляла 1 ч. Пластины испытывались в паре с образцами из стали ЗОХГСА, термически обработанными до твердости НЕС 32. Испытания производились в условиях возвратнопоступательного движения на машине трения 77МТ-1. Сопряженные образцы предварительно прирабатывались при малых нагрузках (20 кг см ) в течение 20 ч. [c.69]

При испытаниях на твердость внешние нагрузки передаются воздействием на поверхность образца или детали твердого наконечника (индентора) в виде шарика, конуса или пирамиды, мало деформирующегося при испытаниях (создаются контактные на-пряже1щя). [c.28]

Для испытания твердости мелких деталей, размеры которых не позволяют воспользоваться ни одним из описанных выше стандартных методов, применяют методы испытания на микротвердость при помощи приборов ГТМТ-2 и ПМТ-3. Испытания проводятся алмазной пирамидой с малыми нагрузками 2- 200 Г. Этот метод позволяет определить твердость таких деталей, как тонкие ленты, проволока, тонкие слои гальванических покрытий и оксидных пленок и т. п. [c.158]

В результате лабораторных испытаний установлено, что вибрации оказывают значительное влияние на образование и развитие процесса схватывания первого рода. В определенных условиях частоты и амплитуды колебаний интенсивность изнашивания поверхностей трения в условиях схватывания первого рода увеличивается в 100—150 раз по сравнению с интенсивностью изнашивания без вибраций. В определенных условиях вибраций расширяются границы существования процесса схватывания первого рода. При малых скоростях скольжения (от О до 0,05 м1сек) в определенных условиях вибрации возникают окислительные процессы (фреттинг-процессы), полностью вытесняющие процесс схватывания первого рода, который интенсивно развивается в этом диапазоне скоростей, но без вибраций. Определены границы существования интенсивного окислительного процесса в зависимости от скорости скольжения, амплитуды, частоты колебаний, нагрузки, твердости металла и среды. [c.45]

Выбор формы и размеров наконечника, а также нагрузки зависит от целей исследования, структуры, ожидаемых свойств, состояния поверхности и размеров испытуемого образца. Если металл имеет гетерогенную структуру с крупными выделениями отдельных структурных составляющих, различных по свойствам (например, серый чугун, цветные подшипниковые сплавы), то для испытания твердости следует использовать шарик большого диаметра. Если металл обладает сравнительно мелкой и однородной структурой, то малые по объему участки могут быть достаточно характерными для оценки свойств металла в целом и, в частности, его твердости. В таком случае испытания можно проводить вдавливанием тела небольшого размера (например, алмазного конуса или пирамиды) на незначительную глубину при небольшой нагрузке. Подобные испытания рекомендуются для металлов с высокой твердостью, например закаленной или низкоотпущенной стали, поскольку вдавливание стального шарика или алмаза с большой нагрузкой может вызвать деформацию шарика или скалывание алмаза. Вместе с тем значительное снижение нагрузки нежелательно, так как это может привести к резкому уменьшению деформируемого объема, тогда полученные значения твердости не будут характерными для основной массы металла. Поэтому нагрузки и размеры отпечатков на металле не должны быть меньше некоторых пределов. [c.25]

Установив основное уравнение (i), Кулон углубляется в более тщательное изучение механических свойств материалов, из которых изготовляется проволока. Для каждого типа проволоки об находит предел упругости при кручении, превышение которого приводит к появлению некоторой остаточной деформации. Точно так же он показывает, что если проволока подвергнута предварительно первоначальному закручиванию далеко за предел упругости, то материал в дальнейшем становится более твердым и его предел упругости повышается, между тем как входящая в уравнение (i) величина i остается неизменной. С другой сторны, путем отжига он получает возможность снизить твердость, вызванную пластическим деформированием. Опираясь на эти опыты, Кулон утверждает, что для того, чтобы характеризовать механические свойства материала, необходимы две численные характеристики, а именно число i, определяющее упругое свойство материала, и число, указывающее предел упругости, который зависит от величины сил сцепления. Холодной обработкой или быстрой закалкой можно увеличить эти силы сцепления и таким путем повысить предел упругости, но в нашем распоряжении нет средств, способных изменить упругую характеристику материала, определяемую постоянной 1. Для того чтобы доказать, что это заключение распространяется также и на другие виды деформирования. Кулон проводит испытания на изгиб со стальными брусками, отличающимися один от другого лишь характером термической обработки, и показывает, что под малыми нагрузками они дают тот же прогиб (независимо от своей термической истории), но что предел упругости брусьев, подвергшихся отжигу, получается значительно более низким, чем тех, которые подвергались закалке. В связи с этим под большими нагрузками бруски, подвергшиеся отжигу, обнаруживают значительную остаточную деформацию, между тем как термически обработанный металл продолжает оставаться совершенно упругим, поскольку термическая обработка повышает предел упругости, не оказывая никакого влияния на его упругие свойства. Кулон вводит гипотезу, согласно которой всякому упругому материалу свойственно определенное характерное для него размещение молекул, не нарушаемое малыми упругими деформациями. При превышении предела упругости происходит какое-то остаточное скольжение молекул, результатом чего является увеличение сил сцепления, хотя упругая способность материала сохраняется при этом прежней. [c.69]

Принципиально методы Бринелля и Виккерса аналогичны, и для малых и средних значений твердости величины их совпадают. Неудобством является необходимость измерять остающийся после испытаний отпечаток. Этого недостатка лишены испытания по методу Роквелла, при котором твердость измеряется не по размерам отпечатка, а по глубине внедрения (рис. 98) алмазного конуса с углом при вершине 120° или стального шарика диаметром 1,588 мм с твердостью не мйнее 850 ед. по Вчккерсу. Результаты испытаний определяют по показаниям индикатора. Нагрузка на наконечник прикладывается в два этапа вначале дается предварительная нагрузка в 100 Н, затем основная нагрузка, величина которой выбирается в зависимости от применяемого наконечника и ожидаемой твердости. За единицу твердости при испытаниях по методу Роквелла принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм при данной основной нагрузке и данном наконечнике. Глубина внедрения измеряется после снятия основной нагрузки, но до снятия предварительной. [c.166]

Механические свойства Д., характеризующие ее способность сопротивляться механич. воздействиям, м б. под[1азделены на 1) крепость, или способность сопротивляться разрушению от действия механических усилий -) упругость, или способность принимать первоначальную форму и размеры после прекращения действия сил 3) ж е с т к о с т ь, или способность сопротивляться деформированию 4) твердость, или способность сопротивляться внедрению другого твердог о тела (для большинства методов ее определения). Свойства, определяющие низкую степень перечисленных основны.х свойств, или иначе обратные и.м, м. б. соответственно названы слабость, пластичность, податлив о с т ь и мягкость. Первые три свойства могут проявляться при разных видах напряжений, из которых простыми видами являются растяжение, сжатие и сдвиг (скалывание) изгиб и кручение заключают в себе у ке нек-рый комплекс простых видов напрягкений. По характеру действия сил различают нагрузки статические при плавном медленном действии сил и дина м и ч е с к и е при действии сил со значительной ско])остью в момент соприкосновения с тч лом (удар) или со значительным ускорением. Динамич. нагрузки прп испытании материалов м. б. однократные ударные, при к-рых тело разрушается от одного удара, и вибрационные, вызывающие разрушение при многократном возде11ствии динамич. нагрузок, с ударом или без него, но с большим ускорением. Крепость ири ударной нагрузке иногда называется в п з к о с т ь ю, а крепость при вибрационной нагрузке получила название вынос л и в о с т и. Кроме перечисленных видов действия внешних сил нужно отличать еще случай весьма длительного действия статич. нагрузки, а также силы трения, вызывающие медленное разрушение (истирание) и характеризуемые величиной изнашивания. Так как Д. является материалом анизотропным, то при характеристике действия сил на нее необходимо указывать еще их направление по отношению к направлению волокон (вдоль и поперек волокон) и годовых слоев (радиальное и тангентальное направление). Механич. свойства Д. определяются путем механич. испытаний ее в большинстве случаев на малых чистых (без пороков) образцах. Получаемые в результатах таких испытаний цифры характеризуют Д. с точки зрения ее доброкачественности, но не всегда могут [c.102]

Преимущества механической доводки перед ручной не только в повышении производительности, ко и в более высоком качестве поверхности. При механической доводке происходит наклеп поверхностного слоя, вследствие чего увеличивается твердость тонкого поверхностного слоя. На фиг. 191 показан график изменения микротвердости поверхностного слоя гладкого калибра-тробки после механической доводки. Микротвердость определяли с различными нагрузками от 10 до 200 Г на приборе ПМТ-3. При испытании малой нагрузкой (20 Г) микротвердость равна 1100 кГ1мм- при увеличении нагрузки микротвердость уменьшается и приближается к твердости основного металла. Следовательно, тонкий поверхностный слой имеет более высокую твердость, чем основной металл. [c.288]

Крупные зерна феррита снижают штампуемость, так как при деформировании крупнозернистых сталей появляется грубошероховатая поверхность ("апельсиновая корка") и возникают разрьшы металла. Для увеличения штампуемости листы перед переработкой дрессируют. Дрессировка - это прокатка листов с малыми обжатиями (0,8-1,5 %) без смазки. Дрессировка предупреждает образование полос скольжения при штамповке, особенно в сталях, у которых при испытаниях на растяжение на диаграмме "нагрузка - увеличение длины" наблюдается площадка текучести. Обжатие с более высокой степенью деформации повышает твердость листов и в общем снижает штампуемость. [c.107]

Метод испытания вдавливанием алмазной пирамиды метод Виккерса) используется для определения твердости деталей малой толщины и тонких поверхностных слоеоз, имеющих высокую твердость. При испытании в металл вдавливают четырехгранную пирамиду (с углом при вершине 136°) под нагрузкой от 50 Н (5 кгс) до 1000 Н (100 кгс). Величину диагонали отпечатка определяют с помощью микроскопа, укрепленного на приборе, и по полученным показаниям определяют число твердости, обозначаемое НУ, по формуле [c.25]

Метод вкладышей- . Испытания проводят на образцах вкладышей, диаметр которых составляет около 0,6 диаметра нндентора (рис. 7). Вкладыш 1 вставляют плотно в жесткую оправку 3. Для лучшего уплотнения вкладыш может быть коническим. При сжатии пластические деформации вкладыии ограничиваются поверхностью гнезда оправки. Поэтому при нагружениях нормальные напряжения на контакте в случае пластических деформаций меняются с изменением нормальной нагрузки. Этот метод очень удобен для металлов с малой твердостью и полимеров. [c.224]

Испытание по Роквеллу выполняется вдавливанием в испытуемый металл индентора — алмазного (или из твердого сплава) конуса или стального закаленного шарика диаметром 1,588 мм. Испытание заключается в следующем. Индентор вдавливается в предварительно зачищенную или шлифованную поверхность сначала малой предварительной нагрузкой (10 кг), потом основной (60 100 или 150 кг). Затем основная нагрузка снимается и глубина отпечатка измеряется автоматически при помощи индикатора с циферблатом при неснятой предварительной нагрузке. Стрелка фиксирует на циферблате результаты испытания в виде числа твердости по Роквеллу, что значительно ускоряет процесс испытания по сравнению с методами Бринеля и Виккерса. [c.12]

Для оценки твердости металлов в малых объемах, например, на зернах металла или его структурных составляющих применяют способ определения микротвердости Наконечник (индентор) прибора представляет собой алмазную четырехгранную пирамиду (с углом при вершине 136 , таким же, как и у пирамиды при испыгании по Виккерсу) Нагрузка на индентор невелика и составляет 0,05-5 Н, а размер отпечатка 5-ЗОмкм Испытание проводят на оптическом микроскопе ПМТ-З, снабженном механизмом нагружения Микротвердость оценивают по величине диагонали отпеиатка [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...