Определение твердости. Твердостью называют свойство материала оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактных воздействиях

Твердостью называют свойство материала оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактных воздействиях. Различают следующие методы определения твердости: по Бринеллю (по диаметру отпечатка шарика); по Роквеллу (по глубине вдавливания алмазного конуса или закаленного шарика); по Виккерсу (для деталей малой толщины или тонких поверхностных слоев твердость определяют по диагонали отпечатка алмазной пирамиды).

Испытание по методу Бринелля (рис. а) состоит во вдавливании в испытуемое тело стального шарика диаметром D под действием постоянной нагрузки Р и измерении диаметра отпечатка d. Число твердости по Бринеллю НВ определяется величиной нагрузки Р, деленной на сферическую поверхность отпечатка. Чем меньше диаметр отпечатка, тем выше твердость металла. На практике твердость определяют не по формулам, а по специальным таблицам, исходя из диаметра отпечатка d. Из опасности возможных деформации шарика метолом Бринелля не рекомендуется применять для стали с твердостью более 450 НВ.

При испытании по методу Роквелла (рис. б) индентором служит алмазный конус (для более мягких материалов маленький стальной шарик). Конус или шарик вдавливаются в металл с двумя последовательными нагружениями: предварительным Р₀ =100Н и основным Р₁. Имеются три шкалы. При испытании алмазным конусом и нагрузке (HRA), а при испытании стальным шариком и Р₁=900Н – шкала В (HRB).

Единица твердости по Роквеллу – безразмерная величина, соответствующая осевому перемещению индикатора на 0,002мм.

По шкале С определяют значения твердости более твердых материалов, чем методом Бринелля (твердость более 450НВ).

Твердость по Виккерсу (рис. в) определяют путем вдавливания правильной четырехгранной пирамиды под действием нагрузки Р и измерения диагонали отпечатка d. Нагрузка меняется от 10 до 1000Н. Чем тоньше материал, тем меньше должна быть прилагаемая нагрузка. Число твердости по Виккерсу НV определяют с помощью специальных таблиц по величине диагонали отпечатка.

В некоторых случаях определяют микротвердость отдельных участков металла. Этот метод используют для измерения твердости отдельных зерен или очень тонких слоев.