Статические методы ​ определения твердости​

Содержание
Методы определения точности……………………………………………………………………1
Измерение твердости по Бринеллю……………………………………………………………….2
Измерение твердости по Роквеллу…………………………………………………………………5
3.1. Измерение твердости по Супер-Роквеллу…………………………………………………………..7
Измерение твердости по Виккерсу…………………………………………………………………..9
Измерение микротвердости………………………………………………………………………....11
Список источников………………………………………………………………………………......13

Методы определения твердости
Статические
по Бринеллю (HB, рис.1 а);
по Роквеллу (HRC, HRA, HRB, рис.1 б);
по Виккерсу (HV, рис.1 в);
1
Динамические
(ударные)
по Шору (HSD);
по Лейбу (HL);
Рис. 1.

2
2. Измерение твердости по Бринеллю
Рис. 2. Схема измерения твердости по Бринеллю.
F - прилагаемая нагрузка , D - диаметр шарика,
d - диаметр отпечатка, h - глубина отпечатка.
Запись при стандартных условиях:
D = 10 мм F = 3000 кгс 250 HB
При, например, D=5 мм F = 125 кгс и длительностью нагрузки 30 с
HB 5/125/30-100 или 100 HB 5/125/30
В случае когда используется твердый сплав (W)-
500 HBW
Где A - площадь поверхности сферического отпечатка, мм2
[4] при F в Н

Условия измерения
образцы с твердостью выше НВ 450/650 кгс/мм2 соответственно для стального и твердосплавного шариков испытывать запрещается;
диаметры отпечатков должны находиться в пределах 0,2D < d < 0,6D;
образцы должны иметь толщину не менее 8-кратной глубины отпечатка (или не менее диаметра шарика);
3
Таблица 1.
Таблица 2.
Таблица 3.
Преимущества
данный метод является более точным по сравнению с методом Роквелла на при низких значениях твёрдости (ниже 30 HRC);
приблизительное определение предела текучести по империческим формулам

Недостатки
сложность измерения диаметра отпечатка на материалах повышенной вязкости, форма отпечатка (рис. 2);
значительная погрешность измерения твердости на материалах, склонных к упрочнению при приложении нагрузок;
относительно большие размеры образцов или мест для измерения на детали;
4
Рис. 2. Форма отпечатка при измерении на материалах повышенной вязкости.

3. Измерение твердости по Роквеллу
5
Рис. 3. Схема измерения твердости по Роквеллу.

6
Таблица 4. Предварительные и основные нагрузки для различных шкал

3.1 Измерение твердости по Супер-Роквеллу
7
Таблица 5. Обозначение шкал и диапазоны измерения

Таблица 6. Нагрузки, прилагаемые к индентору.
8
Таблица 7. Минимальные толщины образцов.

4. Измерение твердости по Виккерсу
Рис. 4. Схема измерения твердости по Виккерсу.
d1, d2 - диагонали отпечатка индентора, мм
α = 136 °
Где F - прилагаемая нагрузка, Н ; d - диагональ отпечатка, мм
Условия измерения
измерения могут быть выполнены при нагрузках от О, 1 до 100 кгс;
обеспечение перпендикулярности приложения действующего усилия к испытуемой поверхности
поверхность испытуемого образца должна иметь шероховатость не более Ra = 0,16 мкм
расстояние между центром отпечатка и краем образца или соседнего отпечатка должно быть не менее 2,5 длины диагонали отпечатка;
минимальная толщина образца или покрытия должна быть для стальных изделий больше диагонали отпечатка в 1,2 раза; для изделий из цветных металлов - в 1,5 раза;
9

Преимущества
можно испытывать все материалы одним индентором;
возможно измерение твердости на покрытиях (материалах) небольшой
10
Таблица 8
Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой принимают для сталей 10 ... 15 с, а для цветных металлов - 30 с.
Пример обозначения для числа твердости по Виккерсу 200 полученного при Р = 30 кгс (294,2 Н), приложенной к алмазной пирамиде в течение 15 с. : 200 HV 30/15
Рекомендуется использовать испытательные нагрузки по таблице 8.

5. Измерение микротвердости
11
Таблица 9. Примеры наконечников и виды отпечатков

12
Рис. 5.Отпечаток на поверхности титана (99%)
Рис. 6.Пример автоматического расчета площади
Рис. 7.Профиль отпечатка

13
Источники:
1.Балла, О.М. Экспериментальные методы исследования в технологии машиностроения. - 2019. - с. 71-86.
2. http://nanoscan.info/metodiki/vosstanovlennyj-otpechatok - ФГБНУ ТИСНУМ. - НаноСкан. Метод восстановленного отпечатка.
3. ГОСТ 9450-76. - «Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников». - Раздел 1-3.
4. ГОСТ 9012-59. - «Метод измерения твердости по Бринеллю» - Раздел 5, приложение 1