Определение твердости (стр. 3 из 3)
Испытание на твердость по Роквеллу производят вдавливанием в испытываемый образец (деталь) алмазного конуса с углом 120° или стального закаленного шарика диаметром 1,588 мм. Шарик и конус вдавливают в испытываемый образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок — предварительной Р0 и основной Р1. Общая нагрузка Р будет равна сумме предварительной Рои основной Р1нагрузок : Р = Ро+ Рг. Предварительная нагрузка P0 во всех случаях равна 10 кг
Рисунок 2.6 Схема определения твердости вдавливанием алмазного конуса.
Схема испытания по Виккерсу.
Испытание на твердость по Виккерсу производят вдавливанием в испытываемый образец четырехгранной алмазной пирамиды с углом при вершине 1360 .
3. Расчет определения твёрдости
По Бреннелю.
Отношение давления Р к поверхности полученного отпечатка F дает число твердости, обозначаемое HB
(2.1)Поверхность F шарового сегмента
(2.2)где D-диаметр вдавливаемого шарика в мм, h-глубина отпечатка в мм .
Так как глубину отпечатка h измерить трудно, а гораздо проще измерить диаметр отпечатка d, то целесообразно величину h выразить через диаметры шарика D и отпечатка d:
(2.3)
Тогда поверхность F шарового сегмента
(2.4)Число твердости по Бринеллю будет характеризоваться формулой
(2.5) По Роквеллу.
Число твердости по Роквеллу — число отвлеченное и выражается в условных единицах.
За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм. Число твердости по Роквеллу HR определяется по формулам: при измерении по шкале В: HR = 130 - ечпри измерении по шкалам С и A: HR = 100-е.
Величина е определяется по следующей формуле:
(2.6)где h0 — глубина внедрения наконечника в испытываемый материал под действием предварительной нагрузки Р0
h-глубина внедрения наконечника в испытываемый материал под действием общей нагрузки Р , измеренная после снятия основной нагрузки Р1 с оставлением предварительной нагрузки Р0.
По Виккерсу
Твёрдость по Виккерсу определяется по формуле:
(2.7)где Р- нагрузка на пирамиду в кГ
d- среднее арифметическое длины обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки в мм
α- угол между противоположными гранями пирамиды при вершине, равный 136о
4. Перевод твёрдости по Бреннелю в твёрдость по Роквеллу и Виккерсу
Перевод твёрдости по Бреннелю в твёрдость по Роквеллу и Виккерсу производиться с помощью специальных таблиц.
Таблица 2.1 Протокол испытаний на твердость.
| материал | Диаметр шара | Диаметр отпечатка | Нагрузка | HB | HRA | HRC | HV |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 9 |
| Сталь | 10 мм | 3,02 мм | 3000 кг | 409 кг/мм2 | 72 | 43.5 | 430 кг/мм2 |
кг/мм2Полученный результат по Бреннелю переводим с помощью таблицы в Роквелл и Виккерс.
Вывод: твердость определяется различными способами: по Бреннелю, Роквеллу, Виккерсу. Твердость показывает сопротивление материала проникновению в него другого более твердого тела.