» » Статическое определение твердости материала
20.01.2015

Определение твердости по Бринелю (DIN 50351)

При этом испытании стальной шар диаметром D с силой F вертикально без толчков вдавливается в ровную, гладкую металлическую поверхность (рис. 3.3.1). После снятия груза оставшийся вдавленный диаметр d измеряется с точностью 1/100 мм (при некруглом вдавливании среднее значение образуется из двух взаимно перпендикулярных диаметров).
Статическое определение твердости материала

Твердость по Бринелю вычисляется по формуле:
Статическое определение твердости материала

В практике твердость по Бринелю берут из таблиц, которые содержат соотношения между диаметром отпечатка и твердостью по Бринелю.
Для ферритных сталей возможно предел прочности приближенно рассчитать из значений твердости по Бринелю:
Статическое определение твердости материала

Определение твердости по Виккерсу (DlN 50133)

При определении твердости по Виккерсу в качестве вдавливаемого тела применяется алмазная пирамида правильной формы с углами при вершине в 136° (рис. 3.3.2). Сила испытания воздействует в течение 15 с и выдерживается следующие 30 с (10 с, если твердость больше 140 HV). Обе диагонали оставшегося отпечатка алмазной пирамиды измеряются, и вычисляется их среднее значение. Твердость по Виккерсу определяется по формуле
Статическое определение твердости материала

где F измеряется в ньютонах, d в мм. Для твердости по Виккерсу, так же как и для твердости по Бринелю, имеются таблицы, из которых можно установить связь между диагоналями вдавливания и величиной твердости.
При определении твердости по Виккерсу имеется особое преимущество, состоящее в том, что оно не зависит от уровня приложенной силы испытания. До значения твердости 300 HV твердость по Виккерсу равна твердости по Бринелю. При более высокой твердости ее величина по Бринелю меньше величины по Виккерсу. Соответственно в области совпадения обеих величин твердости, как и при определении твердости по Бринелю, прочность материала может приблизительно вычисляться из значения твердости по Виккерсу.
Определение твердости по Роквеллу (DIN 50103)

В качестве характеристики для определения твердости по Роквеллу принимается остаточная глубина вдавливания индентора. Существуют две шкалы определения твердости по Роквеллу. При шкале HRC применяется алмазный конус в 120°. При определении твердости по шкале HRB применяется закаленный стальной шар с диаметром 1,59 мм. При этом способе влияние состояния поверхности устраняется тем, что индентор вдавливается с предварительным нагружением 98,1 Н. Циферблат счетчика при приложении предварительного нагружения устанавливается так, что стрелка стоит на нуле. Затем прикладывается дополнительная сила испытания (для HRC 1373, для HRB 882,9 Н).
Благодаря предварительному нагружению задается относительная плоскость на глубине внедрения t0. Сила испытания должна быть по крайней мере в четыре раза больше, чем предварительное нагружение, она создает остающуюся глубину внедрения tв. Большая глубина внедрения tв означает меньшую твердость материала (рис. 3.3.3). Способ Роквелла особенно подходит для полностью автоматического определения измеряемой величины. Значения твердости из различных испытаний на твердость методом внедрения соотносятся в сравнительных таблицах твердости по DIN 50/50 (рис. 3.3.4).
Статическое определение твердости материала