Организация и технология испытаний : в 2 ч. Ч. 2: Автоматизация испытаний. Серегин М.Ю. - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ПО БРИНЕЛЛЮ
При определении твердости по Бринеллю шарик в течение установленного времени вдавливается с опре-
деленной силой F в испытываемый образец. В результате на поверхности образца образуется отпечаток в виде
полусферы диаметром d и глубиной h. Твердость по Бринеллю НВ рассчитывают как отношение приложенной
нагрузки F к поверхности А образовавшегося отпечатка (без указания размерности):
НВ = 0,102F / A ,
где F – приложенная нагрузка; А – поверхность сферической лунки, мм
2
.
Поверхность отпечатка А (мм
2
) определяют по уравнению
A = πDh,
где D – диаметр шарика, мм; h – глубина отпечатка, мм.
Коэффициент 0,102 введен для того, чтобы величина твердости не изменилась при переводе в междуна-
родную систему единиц СИ.
Однако в процессе определения твердости фиксируется не глубина внедрения шарика h, а диаметр отпе-
чатка d. По равенству
2
)(
2/122
dDD
h
−−
=
можно рассчитать глубину внедрения h и получить таким образом формулу твердости по Бринеллю НВ:
2/122
)((
2102,0
HB
dDDD
F
−−π
⋅⋅
=
.
Используемые в качестве индентора шарики из закаленной стали или твердого сплава диаметр D = 10; 5;
2,5; 1,25 и 1 мм. Диаметр отпечатка d должен укладываться в интервал (0,2…0,7)D. Чтобы не выходить за эти
пределы, необходимо изменять нагрузку, величину которой можно определить по таблице. Испытание мате-
риалов и использованием шариков различной величины следует проводить при постоянном отношении F / D
2
.
Величины твердости, определенные с использованием шариков различного диаметра, даже при одинаковой
величине этого соотношения можно сравнивать друг с другом только с определенными оговорками.
Условия испытания влияют на полученные результаты. Поэтому необходимо задать эти условия, чтобы
параметры твердости можно было сравнивать, и воспроизводить их. Например:
Величина твердости ...................................................................................... 120
Обозначение твердости по Бринеллю ......................................................... НВ
Диаметр шарика, мм ...................................................................................... 5
Усилие F (Н), умножение на коэффициент 0,102 ...................................... 250
Длительность нагружения, с ........................................................................ 30
Стандартными условиями испытаний являются нагрузка 29 420 Н (29 420 × 0,102 = 3000) и длительность
нагружения 10…15 с. Поверхность образцов следует подготовить так, чтобы диаметр образующего отпечатка
можно было точно измерить. Образец должен иметь такую толщину, чтобы отпечаток не вызывал на обратной
его стороне, контактирующий с подставкой, сколько-нибудь заметной деформации. Минимальная толщина об-
разца S
min
(мм) зависит от твердости материала и условий проведения испытаний. В диапазоне измерения твер-
дости до НВ 450 справедливо равенство
S
min
= 17 × 0,102F / πD HB.
Расстояние между центром отпечатка и краем образца должно составлять не меньше 2,5d (для железа и его
сплавов, меди и медных сплавов) и 3d для легких металлов. В противном случае возможно искажение величи-
ны твердости из-за смещения материала на краю образца. Расстояние между центрами двух соседних отпечат-
ков для железа и его сплавов, меди и медных сплавов должно не менее чем в четыре раза, а для легких сплавов
в шесть раз превышать средний диаметр отпечатка. Диаметр образующегося отпечатка следует измерять в двух
взаимно перпендикулярных направлениях и определять среднее двух измерений. В анизотропных материалах
размеры взаимно перпендикулярных диаметров отпечатка могут отличаться друг от друга. Используемый для
определения величины твердости диаметр отпечатка должен быть рассчитан как среднее минимум двух отпе-
чатков.
Твердость испытываемого материала не должна превышать НВ 450, поскольку в противном случае де-
формация шарика не позволяет провести точные измерения. Если в качестве индентора используют не закален-
ную сталь, а твердый сплав, то начиная с твердости, равной НВ 350, получают завышенные значения. При
твердости НВ 450 максимальное отклонение составляет ~2 %, поэтому в интервале НВ 350…450 не рекоменду-
ется использовать шарики из твердого сплава.

Страницы