Твердость по Бринеллю

Практическое занятие  11

"Испытание на твердость по Бринеллю"

Цель:

§ Усвоить понятие твердости.

§ Изучить сущность определения твердости методом Бринелля.

Теоретические основы.

Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании.

Широкое распространение объясняется тем, что не требуются специальные образцы. Это неразрушающий метод контроля. Основной метод оценки качества термической обработке изделия.

О твердости судят либо по глубине проникновения индентора (метод Роквелла), либо по величине отпечатка от вдавливания (методы Бринелля, Виккерса).

Во всех случаях происходит пластическая деформация материала. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем выше твердость.

Наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла и Виккерса. Схемы испытаний представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схемы определения твердости: а – по Бринеллю; б – по Роквеллу; в – по Виккерсу

Твердость по Бринеллю

Испытание проводят на твердомере Бринелля.

Поверхность или часть поверхности объекта, тестируемого по методу Бринелля, должна быть плоской и отшлифованной.

В качестве индентора используется стальной закаленный  или твердосплавный шарик диаметром D 1; 2; 2,5; 5; 10 мм, в зависимости от толщины изделия.

Нагрузка Р, в зависимости от диаметра шарика и измеряемой твердости: для термически обработанной стали и чугуна – P = 30D², литой бронзы и латуни – P = 10D², алюминия и других очень мягких металлов – P = 2,5D².

Продолжительность выдержки: для стали и чугуна – 10 с, для латуни и бронзы – 30 с.

Полученный отпечаток измеряется в двух направлениях при помощи лупы Бринелля.

Твердость определяется как отношение приложенной нагрузки Р к сферической поверхности отпечатка F. Стандартными условиями являются D = 10 мм; Р = 3000 кгс; = 10 с. В этом случае твердость по Бринеллю обозначается НВ 250, в других случаях указываются усло- вия: НВ D / P / τ, НВ 5/250/30 – 80.

Твердость по Бринеллю имеет несколько вариантов обозначений:

Ключевыми являются первые две цифры:

и следующие за ними буквы - символ метода:

Знаками, стоящими после символа метода, отражаются параметры выполнения измерений:

С их подробностями можно ознакомиться в соответствующем документе ГОСТа 9012-59.

Недостатки метода Бринелля: на изделии остаются ярко выраженные следы проведенных измерений, что для готовых изделий неприемлимо. Для подготовки образца к испытаниям необходимо время и оборудование.

Твердость 450 НВ по Бринеллю считается для метода предельной, т.е. твердость закаленных инструментальных сталей находится вне его возможности.