ВУЗ:
Составители:
Определение твердости при малой отгрузке отличается от методов определения макротвердости только
величиной прикладываемой нагрузки, которая в большинстве случаев находится в пределах 2…20 Н. Основная
область использования этого метода – измерение твердости мелких деталей и тонких слоев (например, после
цементации или азотирования стали). Кроме этого, данный способ применяют для испытания материалов с низ-
кой твердостью (например, свинца, алюминия, олова).
Измерения твердости при малой нагрузке можно проводить на стандартных приборах для испытания твер-
дости по Бринеллю и Виккерсу. При испытании по Бринеллю используют шарик диаметром 1 мм; необходимое
при этом усилие определяют по таблице, а величину твердости рассчитывают по формуле. При испытаниях с
использованием малой нагрузки в качестве индентора обычно применяют пирамиду Виккерса. Величину твер-
дости при этом рассчитывают по формуле, измеряя длину диагоналей и приложенную нагрузку. В интервале
макротвердости значения HV в первом приближении не зависят от приложенной нагрузки; при усилиях же
меньше 10 Н величина нагрузки при малой нагрузке, путем экстраполяции определять значения макротвердо-
сти, то можно сравнивать только те данные, которые были определены при одинаковой нагрузке. При опреде-
лении твердости по Кнупу в качестве индентора используют алмазную пирамиду с ромбическим основанием.
Угол пересечения выступающих продольных ребер этой пирамиды составляет 172°30, а поперечных 130°. Бла-
годаря этому получается отпечаток, продольная диагональ которого примерно в семь раз больше, чем попереч-
ная. Продольную диагональ можно измерить относительно точно. В отличие от значений твердости по Бринел-
лю и Виккерсу величина твердости по Кнупу Hh рассчитывается как соотношение нагрузки F к проекции поверх-
ности отпечатка по формуле
Нh = 100F / 7,02Sd
2
.
Глубина вдавливания очень маленькая (~1/30 продольной диагонали d). Благодаря такой малой глубине
вдавливания метод определения твердости по Кнупу наиболее пригоден для измерения твердости тонких слоев
(например, гальванических покрытий).
В общем случае при определении макротвердости и при измерении твердости и использованием малой на-
грузки получают отпечатки на сравнительно большом участке поверхности, соответствующие средним значениям
твердости, на которые влияет большое число отдельных зерен. Если необходимо узнать твердость отдельных
структурных составляющих, то приложенную нагрузку уменьшают, чтобы получаемый отпечаток относился
только к исследуемой структурной составляющей. Поэтому при измерении микротвердости прикладывают на-
грузку в пределах 0,002…2 Н, а в качестве индентора обычно применяют пирамиду Виккерса. Ее помещают в
сверление фронтальной линзы микроскопа; при этом окружающая кольцеобразная часть линзы остается свобод-
ной, что вполне достаточно с помощью пружинной системы; для получения наибольшей точности измерения сле-
дует давать как можно большую нагрузку. Верхний предел ее определяется прежде всего величиной исследуемой
структурной составляющей, поскольку она должна в несколько раз превышать размер отпечатка. Это требова-
ние, в частности, относится к испытанию твердых частиц в мягкой массе основы, так как в противном случае
большие по сравнению с размером твердых частиц отпечатки продавливают их. При измерении твердых частиц
поверхностных слоев толщина их должна в 10 раз превышать глубину вдавливания или в полтора раза длину
продольной диагонали.
2.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
Наряду с методами измерения твердости при статическом нагружении хорошо зарекомендовали себя такие
методы, в которых индентор воздействует на испытываемую поверхность, падая с определенной высоты, и под
действием ударной нагрузки. При этом твердость можно определить либо по высоте отскока индентора, либо
по размеру получаемого отпечатка. На этой основе различается упруго-динамический метод (определение
твердости методом упругого отскока) и пластико-динамический метод (определение твердости методом удара).
Приборы для определения твердости методом удара удобны, они имеют малый размер, легко транспорти-
руются, что позволяет доставить их к испытываемому объекту и проводить испытания в самых разнообразных
условиях (на материальном складе, на строительном или монтажном участке), а также испытывать большие
заготовки и полуфабрикаты, не вырезая специальных образцов или темплетов, вследствие меньшей по сравне-
нию со статическими методами испытаний точности этот метод находит применение и при проверке равномер-
ности свойств.
2.9. УПРУГО-ДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД
Когда используемый для этих способов индентор (называемый обычно бойком) – шарик или определенной
формы алмазная игла – падает с заданной высоты на поверхность испытываемого материала, он отскакивает от
нее. Под действием почти остроконечного бойка расходуется часть энергии падения, так что при отскоке боек не
достигает первоначальной высоты. Высота отскока тем больше, чем меньше доля пластической деформации ма-
териала. Основной областью применения этого метода является испытание крупных заготовок на равномерность
поверхностной твердости. Поскольку при соударении бойка с поверхностью, как правило, не образуется заметно-
го отпечатка, можно проводить испытания также на окончательно обработанных методом шлифовки деталях, на-
пример на поверхности бочек валков холодной прокатки. Если приходится сравнивать определяемые с помощью
этого метода величины твердости на различных материалах, то следует учесть, что такое сравнение имеет смысл
только в том случае, если материалы имеют примерно одинаковые модули упругости.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- …
- следующая ›
- последняя »
