Методы контроля твердости

Твердость – сопротивление материала внедрению в его поверхность стандартного наконечника, который представляет собой твердое малодеформирующееся тело определенной формы и размеров.

Для измерения твердости предложено много методов. Основными являются методы вдавливания наконечников в материал под действием статической нагрузки. Значение твердости металлов, измеренное различными методами, выражается числами твердости в различных шкалах (Бринелля, Виккерса, Роквелла, Шора).

Сущность метода Бринелля заключается во вдавливании стального шарика диаметром D под действием силы F, приложенной перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени и в измерении диаметра d отпечатка после снятия нагрузки. Твердость по шкале Бринелля НВ это отношение силы F к площади сферического отпечатка. Число твердости находят с помощью специальных таблиц по значениям D, d и F или вычисляются по формуле:

,

где С = 0,102, если F выражена в Ньютонах, а D и d выражены в миллиметрах.

При измерении твердости величины F, D и d устанавливают в зависимости от числа твердости и толщины S образца, которая должна быть в 10 раз больше глубины отпечатка.

Метод Бринелля используют для металлов с твердостью не более, чем 450 НВ.

Рис. 16.1. Твердомер Бринелля

На приборе ТШ-2М (рис. 16.1) для измерения твердости металлов по шкале Бринелля проверяемый образец устанавливают на стол 7 и вращением маховика 8 поднимают к шариковому наконечнику 2 до упора в ограничитель 5. Затем нажимают пусковую кнопку и включают привод 11. Кривошип 12, поворачиваясь, опускает шатун 14 и освобождает рычажную систему 3, на конце которой закреплена подвеска 15 со съемными грузами 16. Груз давит на шпиндель 4 и шариковая оправка 6 внедряется в образец 1. Кривошип 12 поворачивается до тех пор, пока упор 10 не коснется микропереключателя 13 и не изменит вращение привода на обратное. Затем рычажная система возвращается в исходное положение. После испытания стол опускают и измеряют диаметр отпечатка.

Сущность метода Роквелла заключается во вдавливании в поверхность образца наконечника стандартного типа и в изменении глубины его проникновения в металл. Наконечник вдавливается в два последовательных приема: сначала на него действует предварительная сила F ₀ = 98 Н, затем к нему прикладывают дополнительную силу F ₁. Твердость по шкале Роквелла НR это разность между условной глубиной внедрения и глубиной проникновения L наконечника после снятия дополнительной силы при сохранении предварительной силы F ₀.

В зависимости от типа наконечника и значения силы F ₁ твердость по методу Роквелла измеряется по трем шкалам А, В. и С и обозначается числом твердости и буквами, указывающими шкалу. Например, 60 HRC_Э.

Зависимость между числом твердости и значением L в мм дана в табл. 16.1.

Таблица 16.1

Дата добавления: 2014-11-18