Практика определения твердости по Бринеллю
1. Пользуясь табл. 1 для заданного образца определить диаметр шарика, величину нагрузки Р и время выдержки образца под нагрузкой.
2. Закрепить шарик в держателе 15 (рис. 2).
3. Установить необходимую нагрузку Р на приборе. Минимальная нагрузка 187,5 кгс обеспечивается только массой подвески и рычажной системы.
4. Перемещением чашки 8 (см. рис. 3) по отношению шкалы, расположенной на станине прибора, установить время выдержки образца под нагрузкой.
5. Установить испытуемый образец на столик 14 так чтобы центр отпечатка располагался от края образца и от центра соседнего отпечатка на расстоянии не менее двух диаметров шарика.
Рис. 3. Схема пресса Бринелля:
1 – станина; 2 – рычаг большой; 3 – микропереключатель; 4 – подвеска;
5 – грузы; 6 – шатун; 7 – кривошип; 8 – чашка; 9 – червячная пара;
10 – электродвигатель; 11 – кнопка пусковая; 12 – маховик; 13 – контактная группа;
14 – стол сменный; 15 – держатель шариковой оправки; 16 – ограничитель;
17 – втулка шпинделя; 18 – шпиндель; 19 – лампа сигнальная.
6. Подвести образец к шарику, вращая маховик 12 до упора в ограничитель 16.
7. Нажатием кнопки 11 включить электродвигатель 10, который через червячный редуктор 9, кривошип 7, шатун 6 отведет вниз рычаг 2 и соединенную с ним подвеску 4 с грузами 5. Тогда нагрузка через систему рычагов, шпиндель 18 и втулку сообщается шариковому наконечнику. Этот момент фиксируется загоранием лампочки. После соответствующей выдержки груза вращение электродвигателя автоматически переключается на обратное и нагрузка с образца снимается. Когда подвеска с грузами достигнет, исходного положения, автоматически выключается электродвигатель.
8. Отвести столик прибора с образцом от шарика вращением маховика 12 против часовой стрелки.
9. Снять образец и с помощью микроскопа измерить диаметр отпечатка в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Значение диаметра отпечатка принимается как среднее арифметическое из указанных двух измерений.
10. По измеренному диаметру отпечатка, известной нагрузке и диаметру шарика определить твердость по Бринеллю НВ по табл. 2.
Определение твердости по Роквеллу.Определение твердости на приборах типа ТК осуществляется вдавливанием алмазного конуса или стального шарика (метод Роквелла) с определением твердости по глубине получаемого отпечатка.
При измерении твердости металлов по Роквеллу (ГОСТ 9013-59) наконечник стандартного типа – алмазный конус или стальной шарик вдавливается в испытуемый образец или изделие под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной Р0 и общей Р, которая равна сумме предварительной Р0 и основной Р1 нагрузок (рис. 4).
Рис. 4. Испытание металла на твердость по Роквеллу
Твердость по Роквеллу измеряется в условных единицах. За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм.
Числа твердости по Роквеллу НR выражаются формулами (4): при измерении по шкалам А и С:
HR = 100 – e (4)
при измерений по шкале В:
HR = 130 – e
Величина е определяется по формуле (5):
(5)
где h0 – глубина внедрения наконечника в испытуемый образец под действием нагрузки P0; h – глубина внедрения наконечника в испытуемый образец под действием общей нагрузки Р, измеренной после снятия основной нагрузки Р1 и оставленной предварительной нагрузки Р0.
Твердость по шкале С измеряется вдавливанием в испытуемый образец алмазного конического наконечника под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок:
Р = 10 + 140 = 150 кгс.
Например, HRC 60 означает, что твердость материала составляет 60 единиц по Роквеллу по шкале С с нагрузкой 150 кгс.
При измерении твердости алмазным конусом с общей нагрузкой 60 кгс значение твердости также характеризуется цифрой, указываемой стрелкой на черной совмещенной шкале С циферблата, но обозначается НRА. Например, НRА 82 означает, что твердость материала составляет 82 единицы с нагрузкой 60 кгс при вдавливании алмазного конуса. При измерении по шкале А:
Р = 10 + 50 = 60 кгс.
Числа НRА можно перевести на числа НRС по формуле (6):
НRС = 2 НRА – 104. (6)
Твердость по красной шкале В измеряется вдавливанием в испытуемый образец стального шарика Æ1/16" (1,588 мм) под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок:
Р = 10 + 90 = 100 кгc.
Твердость обозначается НRВ. Например, НRВ 90 означает, что твердость материала составляет 90 единиц с нагрузкой 100 кгс при вдавливании стального шарика.
Пределы измерения твердости по указанным шкалам приведены в
табл. 3.
Таблица 3