Измерение твердости стали методом ударного отпечатка

Измерение твердости стали методом ударного отпечатка

Сеть «Техэксперт» предоставляет комплексный набор услуг, включающий в себя все, что может потребоваться специалисту, работа которого связана с анализом и применением зарубежных и международных стандартов.

Уникальная система для специалистов, в которой аккумулируется и постоянно обновляется информация по реформе технического регулирования в РФ: проекты и утвержденные техрегламенты, перечень ГОСТов, указатель норм, правил, стандартов России.

Уникальная система, в которой аккумулируется информация о поддержке организаций и граждан в условиях кризиса, возникшего на фоне пандемии.

© АО «Кодекс», 2021

Исключительные авторские и смежные права принадлежат АО «Кодекс». Политика конфиденциальности персональных данных

Версия сайта: 2.2.29

Каждому техническому специалисту: строителю, проектировщику, энергетику, специалисту в области охраны труда.

Дома, в офисе, в поездке: ваша надежная правовая поддержка, всегда и везде.

Каждому техническому специалисту: строителю, проектировщику, энергетику, специалисту в области охраны труда.

Дома, в офисе, в поездке: ваша надежная правовая поддержка, всегда и везде.

Возможность входа в эту версию портала приостановлена.

Скоро выходит новая версия. Она получит обновленный современный интерфейс, возможность удобной работы со смартфона, переработанный поиск и множество других улучшений.

Источник

Измерение твердости стали методом ударного отпечатка

Сеть «Техэксперт» предоставляет комплексный набор услуг, включающий в себя все, что может потребоваться специалисту, работа которого связана с анализом и применением зарубежных и международных стандартов.

Уникальная система для специалистов, в которой аккумулируется и постоянно обновляется информация по реформе технического регулирования в РФ: проекты и утвержденные техрегламенты, перечень ГОСТов, указатель норм, правил, стандартов России.

Уникальная система, в которой аккумулируется информация о поддержке организаций и граждан в условиях кризиса, возникшего на фоне пандемии.

© АО «Кодекс», 2021

Исключительные авторские и смежные права принадлежат АО «Кодекс». Политика конфиденциальности персональных данных

Версия сайта: 2.2.29

Каждому техническому специалисту: строителю, проектировщику, энергетику, специалисту в области охраны труда.

Дома, в офисе, в поездке: ваша надежная правовая поддержка, всегда и везде.

Каждому техническому специалисту: строителю, проектировщику, энергетику, специалисту в области охраны труда.

Дома, в офисе, в поездке: ваша надежная правовая поддержка, всегда и везде.

Возможность входа в эту версию портала приостановлена.

Скоро выходит новая версия. Она получит обновленный современный интерфейс, возможность удобной работы со смартфона, переработанный поиск и множество других улучшений.

Источник

Механические методы определения твердости.

Твердость материала – это способность оказывать сопротивление механическому проникновению в его поверхностный слой другого твердого материала. Она определяется величиной нагрузки необходимой для начала разрушения материала. Твердость делится на относительную и абсолютную. Относительная твердость – это твердость одного материала по отношению к другому. Абсолютная твердость определяется с помощью методов вдавливания.

Твёрдость зависит от множества факторов. Среди них: межатомные расстояния вещества, валентность, природа химической связи, хрупкости и ковкости материала, гибкости, упругости, вязкости и других качеств.

Наиболее твёрдыми из существующих на сегодняшний день материалов являются две аллотропные модификации углерода — лонсдейлит, который твёрже алмаза в полтора раза и фуллерит с превышением твёрдости алмаза в два раза. Однако среди распространённых веществ по-прежнему самым твёрдым является алмаз.

Для измерения твёрдости существует несколько шкал (методов измерения). Для разных материалов они будут разными. Для измерения твердости металлов применяются методы:

Метод Бринелля — твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка.

Существуют два вида методов расчета твердости:

По методу восстановленного отпечатка твёрдость рассчитывается как отношение приложенной нагрузки к площади поверхности отпечатка:

,

  • — приложенная нагрузка, H;
  • — диаметр шарика, мм;
  • — диаметр отпечатка, мм.

По методу невосстановленного отпечатка твёрдость определяется как отношение приложенной нагрузки к площади внедрённой в материал части и ндентора :

,

где — глубина внедрения индентора, м м .

Единицами измерения являются кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твёрдость, англ.), B — Бринелль. Это одни из самых старых методов, применявшиеся еще в XIX веке.

Метод Роквелла — твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, обозначается HR, где H – hardness, а R — Rockwell. Твёрдость вычисляется по формуле HR = 100 − kd, где d — глубина вдавливания наконечника после снятия основной нагрузки, а k — коэффициент. Таким образом, максимальная твёрдость по Роквеллу соответствует HR 100. 3-й буквой в обозначении идёт наименование типа шкалы, напр. HRA, HRB, HRC и т.д. Для ножей твердость определяется по шкале HRC, которая фактически заканчивается на 70 единицах, так как большая твердость ножа не позволяет им полноценно пользоваться из-за снижения ударной вязкости, повышения хрупкости и т.д. Эта система была самой распространенной в XX веке.

Твердость по методу Роквелла можно измерять:

1) Алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Твердость измеряется по шкале С и обозначается HRC (например, 62 HRC). Метод позволяет определять твердость закаленной и отпущенной сталей, материалов средней твердости, поверхностных слоев толщиной более 0,5 мм;

2) Алмазным конусом с общей нагрузкой 60 кгс. Твердость измеряется по шкале А, совпадающей со шкалой С, и обозначается HRA. Применяется для оценки твердости очень твердых материалов, тонких поверхностных слоев (0,3 … 0,5 мм) и тонколистового материала;

3) Стальным шариком с общей нагрузкой 100 кгс. Твердость обозначается HRB и измеряется по шкале B. Так определяют твердость мягкой (отожженной) стали и цветных сплавов.

При измерении твердости на приборе Роквелла необходимо, чтобы на поверхности образца не было окалины, трещин, выбоин и др. Необходимо контролировать перпендикулярность приложения нагрузки к поверхности образца и устойчивость его положения на столике прибора. Расстояние отпечатка должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при вдавливании шарика. Твердость измеряется не менее 3 раз на одном образце, затем выводится среднее значение. Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.

Метод Виккерса — самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.). При испытании твердости по методу Виккерса, в поверхность материала вдавливается алмазная четырехгранная пирамида с углом. После снятия нагрузки вдавливания измеряется диагональ отпечатка. Число твердости по Виккерсу обозначается символом HV с указанием нагрузки P и времени выдержки под нагрузкой, причем размерность числа твердости (кгс/мм2) не ставится. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой для сталей 10 – 15 с, а для цветных металлов – 30 с. Преимущества метода Виккерса по сравнению с методом Бринелля заключается в том, что методом Виккерса можно испытывать материалы более высокой твердости из-за применения алмазной пирамиды.

Твёрдость по Шору (Метод вдавливания) — твёрдость определяется по глубине проникновения в материал специальной закаленной стальной иглы (индентора) под действием калиброванной пружины. В данном методе измерения используется прибор — дюрометр. Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульных материалов (полимеров). Метод Шора, предполагает 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты A (для мягких материалов) или D (для более твердых). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается буквой используемой шкалы, записываемой после числа с указанием метода. В качестве примера, можно привести резину в покрышке колеса легкового автомобиля, которая имеет твердость примерно 70A, а школьный ластик — примерно 50A.

Твёрдость по Шору (Метод отскока) — метод определения твёрдости очень твёрдых материалов, преимущественно металлов, по высоте, на которую после удара отскакивает специальный боёк, падающий с определённой высоты. Твердость по этому методу Шора оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка. Обозначается HSx, где H — Hardness, S — Shore и x — латинская буква, обозначающая тип использованной при измерении шкалы.

Метод Либу (твердомеры)

Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности. Обозначается HL, где H — Hardness (твёрдость, англ.), L — Leeb (Либ, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа датчика, напр. HLD, HLC и т.д. При использовании данного метода падающий нормально к поверхности исследуемого материала боек сталкивается с поверхностью и отскакивает. Скорость бойка измеряют до и после отскакивания. Предполагается, что боек не подвергается необратимой деформации.

Метод Аскер — твёрдость определяется по глубине введения стальной полусферы под действием пружины. Используется для мягких резин. По принципу измерения соответствует методу Шора, но отличается формой поверхности щупа. Аскер использует полусферу диаметром 2.54 мм.

Метод Кузнецова — Герберта — Ребиндера — твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл.

Метод Польди (двойного отпечатка шарика) — твердость оценивается в сравнении с твердостью эталона, испытание производится путем ударного вдавливания стального шарика одновременно и в образец, и в эталон.

Шкала твёрдости минералов Мооса (склерометры царапающие) – метод определения твёрдости минералов путём царапания одного минерала другим, для сравнительной диагностики твёрдости минералов между собой по системе мягче-твёрже. Испытываемый минерал либо не царапается другим минералом (эталоном Мооса или склерометром) и тогда его твёрдость по Моосу выше, либо царапается — и тогда его твёрдость по Моосу ниже. Шкала Мооса — опредедяет, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый материал, и какой материал из десяти стандартных минералов царапается тестируемым материалом.

Источник

ГОСТ 28868-90 Металлы и сплавы цветные. Измерение твердости методом ударного отпечатка

Текст ГОСТ 28868-90 Металлы и сплавы цветные. Измерение твердости методом ударного отпечатка

ГОСТ 28868-90

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ЦВЕТНЫЕ

ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТОДОМ УДАРНОГО ОТПЕЧАТКА

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ЦВЕТНЫЕ

Измерение твердости методом ударного отпечатка

Non-ferrous metals and alloys.

Hardness measurement by shock indentation method

МКС 77.040.10 77.120 ОКСТУ 1709

Дата введения 01.01.92

Настоящий стандарт устанавливает измерение сравнительной твердости методом ударного отпечатка цветных металлов и сплавов на основе меди, цинка, алюминия, титана, никеля, хрома, олова, свинца, кадмия, серебра, молибдена при температуре от минус 10 °С до плюс 50 °С.

Метод основан на внедрении в поверхности контрольного бруска и испытуемого изделия твердосплавного конического индентора.

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. При измерении твердости на криволинейных поверхностях радиус кривизны их в месте нанесения отпечатков должен быть не менее 5 мм.

1.2. Минимальная толщина испытуемого изделия должна быть в 10 раз больше глубины отпечатка.

2. АППАРАТУРА

2.1. Переносные твердомеры ударного действия

2.1.1. Энергия удара переносных твердомеров от 0,3 до 25 нм.

2.1.2. Начальная скорость удара (скорость встречи ударника прибора с бойком) — от 1 до 5 м/с.

2.1.3. Индентор твердомера — двухсторонний конус с углами при вершинах 136° + 10′ и закруглениями вершин с радиусами сферы не более 0,2 мм (чертеж). Поверхности конусов на протяжении 1 мм от вершины, считая по их оси, должны быть тщательно отполированы и свободны от трещин и других пороков, видимых с помощью лупы при 30-кратном увеличении.

2.1.4. Твердость по конусу НК136 с углом при вершине 136° равна твердости по Виккерсу HV, измеренной посредством четырехгранной алмазной пирамиды с углами между противоположными гранями, равными 136°.

2.2. Оптический микроскоп с ценой деления не более 0,01 мм.

2.3. Суммарная погрешность измерения твердости не должна превышать 5 % по сравнению с результатами испытаний на стационарном оборудовании по ГОСТ 2999.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. При испытаниях применяются стальные контрольные бруски сечением 4,5 х 4,5 мм любой твердости в интервале НУЭ 120—360.

3.2. Поверхность испытуемого изделия и контрольного бруска должна иметь шероховатость не более Ra = 1,25 мкм по ГОСТ 2789 и быть свободной от посторонних веществ.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1991 © ИПК Издательство стандартов, 2005

3.3. При подготовке поверхности испытуемого изделия и контрольного бруска необходимо принять меры, предотвращающие возможные изменения твердости этих поверхностей вследствие нагрева или наклепа при механической обработке.

4. ПРОВВДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. При измерении сравнительной твердости цветных металлов и сплавов по Виккерсу твердосплавный наконечник в форме двухстороннего конуса с углами 136° при вершинах внедряют в поверхности стального контрольного бруска и испытуемого изделия при помощи кратковременной динамической нагрузки Рд, создаваемой ударным механизмом.

4.2. Расстояние между центром отпечатка и краем изделия контрольного бруска или соседнего отпечатка должно быть не менее 2,5 диаметра отпечатка.

4.3. После снятия индентора с испытуемой поверхности с помощью оптического микроскопа измеряют диаметры отпечатков конуса на поверхности стального контрольного бруска и испытуемого изделия (см. чертеж).

Измерение диаметров отпечатков конуса на поверхности стального контрольного бруска d3

и испытуемого изделия с/()

4.3.1. Диаметры отпечатков необходимо измерять в двух взаимно перпендикулярных направлениях. За окончательный результат принимают среднеарифметическое этих двух измерений.

4.3.2. Испытание считается недействительным, если разность измерений диаметров одного отпечатка превышает 2 % меньшего из них.

Примечание. Для анизотропных материалов получаемая разность измерений диаметров отпечатков может не укладываться в указанный допуск. В нормативно-технической документации на поставку анизотропных материалов должны быть указаны допустимые пределы на разность измерений двух взаимно перпендикулярных диаметров отпечатков.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Сравнительную твердость испытуемого изделия по Виккерсу (НУС) вычисляют по формуле

где НУЭ — среднее значение твердости контрольного бруска, измеренное по ГОСТ 2999;

и Л ко — динамические коэффициенты твердости металлов стального контрольного бруска и испытуемого изделия.

5.2. Числа твердости HVC, вычисленные по формуле, в зависимости от значения диаметров динамических отпечатков d3 и

Источник

Как измерить твердость стали? Методы определения твердости.

Твердость материала – это способность оказывать сопротивление механическому проникновению в его поверхностный слой другого твердого материала. Она определяется величиной нагрузки необходимой для начала разрушения материала. Твердость делится на относительную и абсолютную. Относительная твердость – это твердость одного материала по отношению к другому. Абсолютная твердость определяется с помощью методов вдавливания.

Твёрдость зависит от множества факторов. Среди них: межатомные расстояния вещества, валентность, природа химической связи, хрупкости и ковкости материала, гибкости, упругости, вязкости и других качеств.

Наиболее твёрдыми из существующих на сегодняшний день материалов являются две аллотропные модификации углерода — лонсдейлит, который твёрже алмаза в полтора раза и фуллерит с превышением твёрдости алмаза в два раза. Однако среди распространённых веществ по-прежнему самым твёрдым является алмаз.

Для измерения твёрдости существует несколько шкал (методов измерения). Для разных материалов они будут разными. Для измерения твердости металлов применяются методы:

Метод Бринелля — твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка. Единицами измерения являются кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твёрдость, англ.), B — Бринелль. Это один из самых старых методов, применявшийся еще в XIX веке.

Метод Роквелла — твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, обозначается HR, где H – hardness, а R — Rockwell. Твёрдость вычисляется по формуле HR = 100 − kd, где d — глубина вдавливания наконечника после снятия основной нагрузки, а k — коэффициент. Таким образом, максимальная твёрдость по Роквеллу соответствует HR 100. 3-й буквой в обозначении идёт наименование типа шкалы, напр. HRA, HRB, HRC и т.д. Для ножей твердость определяется по шкале HRC, которая фактически заканчивается на 70 единицах, так как большая твердость ножа не позволяет им полноценно пользоваться из-за снижения ударной вязкости, повышения хрупкости и т.д. Эта система была самой распространенной в XX веке.

Твердость по методу Роквелла можно измерять:

1) Алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Твердость измеряется по шкале С и обозначается HRC (например, 62 HRC). Метод позволяет определять твердость закаленной и отпущенной сталей, материалов средней твердости, поверхностных слоев толщиной более 0,5 мм;

2) Алмазным конусом с общей нагрузкой 60 кгс. Твердость измеряется по шкале А, совпадающей со шкалой С, и обозначается HRA. Применяется для оценки твердости очень твердых материалов, тонких поверхностных слоев (0,3 … 0,5 мм) и тонколистового материала;

3) Стальным шариком с общей нагрузкой 100 кгс. Твердость обозначается HRB и измеряется по шкале B. Так определяют твердость мягкой (отожженной) стали и цветных сплавов.

При измерении твердости на приборе Роквелла необходимо, чтобы на поверхности образца не было окалины, трещин, выбоин и др. Необходимо контролировать перпендикулярность приложения нагрузки к поверхности образца и устойчивость его положения на столике прибора. Расстояние отпечатка должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при вдавливании шарика. Твердость измеряется не менее 3 раз на одном образце, затем выводится среднее значение. Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.

Метод Виккерса — самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.). При испытании твердости по методу Виккерса, в поверхность материала вдавливается алмазная четырехгранная пирамида с углом. После снятия нагрузки вдавливания измеряется диагональ отпечатка. Число твердости по Виккерсу обозначается символом HV с указанием нагрузки P и времени выдержки под нагрузкой, причем размерность числа твердости (кгс/мм2) не ставится. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой для сталей 10 – 15 с, а для цветных металлов – 30 с. Преимущества метода Виккерса по сравнению с методом Бринелля заключается в том, что методом Виккерса можно испытывать материалы более высокой твердости из-за применения алмазной пирамиды.

Твёрдость по Шору (Метод вдавливания) — твёрдость определяется по глубине проникновения в материал специальной закаленной стальной иглы (индентора) под действием калиброванной пружины. В данном методе измерения используется прибор — дюрометр. Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульных материалов (полимеров). Метод Шора, предполагает 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты A (для мягких материалов) или D (для более твердых). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается буквой используемой шкалы, записываемой после числа с указанием метода. В качестве примера, можно привести резину в покрышке колеса легкового автомобиля, которая имеет твердость примерно 70A, а школьный ластик — примерно 50A.

Твёрдость по Шору (Метод отскока) — метод определения твёрдости очень твёрдых материалов, преимущественно металлов, по высоте, на которую после удара отскакивает специальный боёк, падающий с определённой высоты. Твердость по этому методу Шора оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка. Обозначается HSx, где H — Hardness, S — Shore и x — латинская буква, обозначающая тип использованной при измерении шкалы.

Метод Либу (твердомеры)

Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности. Обозначается HL, где H — Hardness (твёрдость, англ.), L — Leeb (Либ, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа датчика, напр. HLD, HLC и т.д. При использовании данного метода падающий нормально к поверхности исследуемого материала боек сталкивается с поверхностью и отскакивает. Скорость бойка измеряют до и после отскакивания. Предполагается, что боек не подвергается необратимой деформации.

Метод Аскер — твёрдость определяется по глубине введения стальной полусферы под действием пружины. Используется для мягких резин. По принципу измерения соответствует методу Шора, но отличается формой поверхности щупа. Аскер использует полусферу диаметром 2.54 мм.

Метод Кузнецова — Герберта — Ребиндера — твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл.

Метод Польди (двойного отпечатка шарика) — твердость оценивается в сравнении с твердостью эталона, испытание производится путем ударного вдавливания стального шарика одновременно и в образец, и в эталон.

Шкала твёрдости минералов Мооса (склерометры царапающие) – метод определения твёрдости минералов путём царапания одного минерала другим, для сравнительной диагностики твёрдости минералов между собой по системе мягче-твёрже. Испытываемый минерал либо не царапается другим минералом (эталоном Мооса или склерометром) и тогда его твёрдость по Моосу выше, либо царапается — и тогда его твёрдость по Моосу ниже. Шкала Мооса — опредедяет, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый материал, и какой материал из десяти стандартных минералов царапается тестируемым материалом.

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector