Организация и технология испытаний : в 2 ч. Ч. 2: Автоматизация испытаний. Серегин М.Ю. - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Для определения твердости по Бринеллю при повышенных температурах (до ~700 К) используют специ-
альное устройство. Для более равномерного и быстрого прогрева образца рекомендуется использовать ванноч-
ки с жидкостью (до 500 К – с маслом, для более высоких температур – с расплавами солей). Температура испы-
таний не должна отклоняться больше чем на ±3 °С. Диаметр шарика и прикладываемая нагрузка аналогичны
используемым при комнатной температуре с той лишь разницей, что шарик должен быть выполнен из жаро-
прочной, устойчивой против отпуска стали. Нагрузку следует плавно и равномерно повышать и конечное зна-
чение нагрузки выдерживать в течение 3 мин. При испытании материалов, текучесть которых за это время на-
грузки и отметить это в протоколе испытания. Диаметр отпечатка рассчитывают обычным образом после охла-
ждения образца до комнатной температуры. Для материалов, свойства которых изменяются во времени при
температуре испытаний (например, вследствие процессов выделения), горячие испытания пригодны только в
тех случаях, когда материал перед этим подвергается отпуску и приводится в относительно стабильное струк-
турное состояние при температуре испытаний.
2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ПО ВИККЕРСУ
Определение твердости по Виккерсу осуществляют таким же образом, как и по Бриннеллю. Различие заклю-
чается в том, что в качестве индентора используют алмаз, в связи с чем появляется возможность испытывать даже
самые твердые материалы, используемые в технике. Кроме того, оказалось целесообразным применять в качестве
индентора не шарик, а четырехгранную пирамиду с углом при вершине 136°. Такой же угол образуют касатель-
ные, проведенные к шарику (или шаровому отпечатку) при испытаниях по Бринеллю, если d = 0,375D. Это соот-
ношение находится в интервале, придерживаться которого целесообразно и при испытании твердости по Бринел-
лю; величины твердости до НВ 300, определенные по Виккерсу, совпадают с величинами твердости, определен-
ными по Бринеллю.
Твердость по Виккерсу HV, как и твердость по Бринеллю, определяется отношением приложенной нагруз-
ки F к поверхности А образующегося отпечатка и является безразмерной величиной:
HV = 0,102F / A ,
где F – приложенная нагрузка, H; А – поверхность отпечатка, мм
2
;
854,1
2/136sin222cos2
222
ddd
A ===
DD
,
где d – длина диагоналей, мм.
В результате получается выражение
22
189,0854,1102,0
HV
d
F
d
F
=
×
=
.
Поскольку, строго говоря, поверхность отпечатка по Виккерсу часто не имеет формы квадрата, для расчета
твердости используют среднее значение двух диагоналей. При определении твердости по Виккерсу приложен-
ная нагрузка заметно меньше, чем при определении твердости по Бринеллю. Наиболее предпочтительны на-
грузки 49, 98, 196, 294, 490 и 980 Н. В стандартном случае применяют нагрузку 294 Н.
Краткое обозначение складывается из следующих символов: индекса HV; величины приложенной нагруз-
ки F в ньютонах, умноженной на коэффициент 0,102; указываемой через черточку длительность нагружения в
секундах (например, 50…20 HV). Сама величина твердости ставится перед индексом. Если нагрузка составляет
294 Н, а продолжительность ее воздействия 10…15 с, то приводят только индекс HV.
При использовании меньших нагрузок получается менее глубокий отпечаток, что позволяет применять об-
разцы меньшей толщины и использовать этот метод для определения твердости относительно тонких поверх-
ностных слоев.
2.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ПО РОКВЕЛЛУ
При определении твердости по Бринеллю и Виккерсу требуется измерить величину получаемого в каждом
случае отпечатка и по ней рассчитать величину твердости, использовав значения приложенной нагрузки. Опе-
рацию вычисления можно ускорить с помощью таблиц и других подсобных средств, однако испытания в целом
остаются все еще довольно трудоемким процессом, который едва ли можно автоматизировать. Именно этим
объясняется то, что метод определения твердости по Роквеллу в кратчайший срок стал наиболее часто исполь-
зуемым на практике методом измерения твердости.
При определении твердости по Роквеллу индентор вдавливается в испытываемый материал и глубина
вдавливания t служит мерой твердости. Определение параметра твердости сводится, таким образом, к опреде-
лению глубины вдавливания, поэтому само испытание проводится значительно быстрее и весь процесс измере-
ния твердости может быть автоматизирован без больших затрат.
Но если рассматривать глубину вдавливания как непосредственную характеристику твердости, то получа-
ется, что мягкие материалы, благодаря большой глубине вдавливания, имеют высокую твердость, а твердые
материалы, соответственно, низкую твердость. Но поскольку по Бринеллю и Виккерсу для твердых материалов
установлены высокие, а для мягких материалов низкие значения твердости, то при определении твердости по

Страницы