Особенности проведения испытаний

Испытания проводят при температурах около 20 °С (от 10 до 35 °С) в отсутствие вибраций и ударов. При испытаниях нагрузка считается выбранной правильно, если выдерживается соотношение:

0,2 D < d < 0,6 D

Следовательно, диаметр отпечатка при испытании шариком 10 мм должен быть не менее 2 мм и не более 6 мм.

Соотношение между толщиной материала, диаметром шарика и нагрузкой принимается в соответствии с данными таблицы 1.

Таблица 1

Условия определения твёрдости на приборе Бринелля (ТШ)

Материал	Твёрдость НВ	Толщина образца, мм	Диаметр шарика, мм	Нагрузка, кгс	Время выдержки, с
Чёрные металлы	140 – 450	>6 6 – 3 <3	10 5 2,5	3000 750 187,5	10
	до 140	>6 6 – 3 <3	10 5 2,5	3000 750 187,5	30
Твёрдые цветные металлы (медь, латунь, магний)	31,8 – 130	>6 6 – 3 <3	10 5 2,5	1000 250 62,5	30
Мягкие цветные металлы (алюминий, баббиты)	8 - 35	>6 6 – 3 <3	10 5 2,5	250 62,5 15,6	60

 

Для некоторых материалов между твёрдостью по Бринелю НВ и пределом прочности s_в существует пропорциональная зависимость. Это позволяет рассчитать предел прочности по данным определения твёрдости. Между этими величинами установлена следующая эмпирическая зависимость:

 

СТАЛИ                 = 0,35 НВ

ЛАТУНИ              = 053 НВ

ДЮРАЛЮМИНИЙ = 0,37 НВ

МЕДЬ                   = 0,8 НВ

 

Обозначения

При диаметре шарика D = 10 мм нагрузка должна быть 3000 кгс, а время выдержки под нагрузкой 10 ­ 15 с. Число твердости в этом случае обозначается цифрами со стоящим после них символом НВ (например, 250 НВ). При других условиях испытаний после букв НВ указываются условия испытаний ­ НВ D/P/τ, например: 250 НВ 5/750/25 ­ твердость по Бринеллю 250, полученная при диаметре шарика D = 5 мм, нагрузке Р = 750 кгс и времени выдержки под нагрузкой τ = 25 с).

Определение твёрдости по методу Бринелля допускается только для материалов, твёрдость которых не более 450 кгс/мм², так как при большей твёрдости деформация стального закалённого шарика будет вносить в показания значительные погрешности.

 

Испытания твердости по Роквеллу

Сущность метода

При определении твердости этим методом в тестируемый образец (изделие) под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок ­ предварительной Р ₀ (обычно Р ₀ = 10 кгс) и общей Р ­ вдавливают индентор (алмазный конус или стальной шарик). При этом общая нагрузка равна сумме предварительной Р ₀ и основной Р ₁ нагрузок:

Р = Р ₀ + Р ₁.

После выдержки под приложенной общей нагрузкой Р в течение 3 ­5 с основную нагрузку Р ₁ снимают и измеряют глубину проникновения индентора в материал h под действием общей нагрузки Р; затем снимают оставшуюся предварительную нагрузку Р ₀. Твердость по Роквеллу измеряют в условных единицах. За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению индентора на 0,002 мм. Число твердости определяется по шкале индикатора (как правило, часового типа). Индикатор показывает результат вычитания разности глубин h-h ₀, на которые вдавливается индентор под действием двух последовательно приложенных нагрузок, из некоторой константы. Все размеры и константа измеряются в миллиметрах, h₀ ­ глубина внедрения индентора в испытуемый образец под действием предварительной нагрузки Р ₀ (рис. 1.2).

 

Рис. 1.2 Схема измерения твердости по Роквеллу

В зависимости от формы индентора и прилагаемой нагрузки введены три измерительные шкалы (табл. 2): А, В, С (наиболее часто используемыми шкалами являются А и С).

Таблица 2