ВУЗ:
Составители:
1. Что такое ползучесть?
2. Как проводятся испытания на длительную прочность?
3. Для чего проводятся испытания на воздействие циклических нагрузок?
4. Как проводят испытания на ударную вязкость и как оценивается результат испытаний?
2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
2.1. ПОНЯТИЕ ТВЕРДОСТИ
Понятие "твердость" широко распространено и часто применяется в повседневной жизни. Различают твер-
дые и мягкие вещества без определения или численного выражения твердости. В технике наиболее часто поня-
тие "твердость" определяют как сопротивление, оказываемое телом при внедрении в него другого, более твер-
дого тела. Герц попытался дать понятию "твердость" физически более точный смысл и определил ее как пре-
дельную нагрузку, которая еще не вызывает остаточной деформации материала. Однако точное определение
подобных величин твердости связано с большими трудностями и они не смогли утвердиться в технике.
Испытание на твердость относится к наиболее часто используемым методам механических испытаний ма-
териалов, поскольку, с одной стороны, с его помощью можно определить (с известными ограничениями и
большими оговорками) количественные связи с иными свойствами или поведением материала при определен-
ных нагрузках; с другой стороны, процесс определения твердости требует относительно больших затрат. Тем
не менее нужно иметь в виду, что здесь речь идет только о сравнительных измерениях; непосредственное за-
ключение об эксплуатационных характеристиках материала возможно лишь в случае подбора для узких кон-
кретных условий эмпирических коэффициентов.
Было разработано большое количество методов измерения твердости, которые обычно основываются на
том, что в испытуемый материал вдавливают индентор, и образующуюся при этом пластическую и (или) упру-
гую деформацию рассматривают как меру твердости материала.
Первая шкала твердости была составлена Моосом в 1822 г.:
Минерал Твердость по Моосу
Тальк Mg
3
(Si
2
O
5
)
2
(OH)
2
……………………………... 1
Гипс CaSo
4
× 2H
2
O …………………………………..
2
Известковый шпат СaCO
3
…………………………... 3
Плавниковый шпат CaF
2
……………………………. 4
Апатит Ca
5
(PO
4
)
3
(F, Cl) ……………………………... 5
Полевой шпат KAISi
3
O
8
…………………………….. 6
Кварц SiO
2
…………………………………………… 7
Топаз Al
2
SiO
4
(F,OH) ………………………………… 8
Корунд Al
2
O
3
………………………………………… 9
Алмаз С ………………………………………………. 10
В этом эмпирически подобранном ряду каждым последующим минералом можно нанести царапину на по-
верхность предыдущего. Характеристику твердости по Моосу еще и сегодня широко применяют в минералогии.
Однако для измерения твердости металлов (как и всех технических материалов) этот способ не подходит,
потому что разрыв между отдельными ступенями твердости относительно велик и неравномерен.
Наиболее употребительные в технике методы определения твердости различаются по типу нагружения
индентора при внедрении его в материал. Большинство этих способов первоначально было разработано для
испытания металлов. Несмотря на то что определение твердости других групп материалов (например, полиме-
ров) этими способами принципиально возможно, целесообразно привести в соответствие методы измерения
твердости со специфическими свойствами вариантов определения твердости.
2.2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
Методы измерения твердости при статическом нагружении отличаются друг от друга формой индентора
(шарик, пирамида, конус), его материалом (закаленная сталь, твердый сплав, алмаз) и величиной приложенной
нагрузки (измерение макротвердости, твердости при малых нагрузках и микротвердости), а также способом
выражения характеристик твердости.
Определение твердости в макроскопической области, т.е. с применением больших усилий при испытании
(F > 30 H), который выбирают в качестве параметра макротвердости, характерного для структуры в целом. К
испытаниям такого рода относятся способы определения твердости по Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу, а также
некоторые специальные методы измерения твердости при вдавливании шарика. Нагрузки в последнем случае
находятся в интервале 2…20 Н. Этот метод используют преимущественно для испытаний мелких деталей, тон-
ких слоев и материалов с низкой твердостью. При определении микротвердости и использованием небольших и
малых нагрузок (до 2 Н) удается получить характеристики твердости в специфических областях. Поскольку
получаемые отпечатки очень малы, можно при использовании победных методов провести локальное измере-
ние твердости. Например, можно измерить твердость отдельных кристаллитов или включений, а также описать
изменение твердости в ликвидационных зонах или в зоне диффузии.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- …
- следующая ›
- последняя »
