Определение твердости металлов методом Бринелля

Сущность этого метода заключается в том, что стальной шарик определенно­го диаметра под действием заданной нагрузки вдавливают в испы­тываемый образец. Под этой нагрузкой образец выдерживают в течение определенного времени. После удаления нагрузки изме­ряют диаметр отпечатка на поверхности образца или изделия. Число твердости по Бринеллю определяют как отношение нагрузки к площади поверхности сферического отпечатка и вычисляют по формуле:

где: Р — нагрузка на шарик, кг; D — диаметр шарика, мм; d— диа­метр отпечатка,мм.

Стандартом рекомендуется диаметр шарика 10 мм и время выдержки 10 сек. В этом случае число твердости по Бринеллю обо­значается без индекса. Например, НВ141.

Для других условий испытаний твердость НВ обозначается через индекс, который отражает условия, принятые при испытании, например НВ5/750/30/310 обозначает твердость по Бринеллю, рав­ную 310, которая получена испытанием при диаметре шарика 5 мм, нагрузке Р = 750 кГ и времени нахождения образца под нагрузкой 30 сек. Значение диаметра отпечатка, полученное в ре­зультате испытаний, должно удовлетворить условиям 0,2D <d< 0,6D.

Если это условие не соблюдено, то испытание признают недействи­тельным и повторяют. Диаметр отпечатка измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и за расчетный принимают среднее арифметическое значение.

Для ускорения процесса измерения диаметра отпечатка приме­няют угловой шаблон. Отпечаток должен быть вписан в угол, обра­зованный двумя линиями на шаблоне. На нижней шкале против точки совпадения линии с отпечатком деления пока­зывают значение диаметра отпечатка d = 5,3, а над этой линией — число твердости (НВ150). Деление на верхней шкале показывает предел прочности материала —63 кг/мм² (Ст. 3). Точность измере­ния диаметра отпечатка при помощи этого шаблона равна 0.1 мм.

Практическое занятие № 4

Определение прочности бетона эталонны

Молотком Кашкарова

Эталонный молоток конструкции К. П. Кашкарова:

а — схематический разрез; б — внешний вид: 1 — кор­пус; 2 — металлическая рукоятка; 3 — головка; 4 — пружина; 5 — стакан с отверстиями для шарика 7 и эталонного стержня 6

Устройство молотка

позволяет исключить влияние силы удара на результаты измере­ний, так как отпечатки получаются одновременно на бетоне с неиз­вестной прочностью и на эталонном стержне с известными харак­теристиками.

Эталонный молоток состоит из корпуса 1 с металли­ческой рукояткой 2, на которую надет резиновый чехол, стакана 5с отверстиями для шарика 7 диаметром 15 мм и эталонного стержня 6.

Эталонный стержень изготовляют из горячекатаной арматур­ной стали Ст.З класса А-1 , дли­ной 150 мм и диаметром d_э=10 мм. Один конец стержня заострен для облегчения введения его в молоток.

Определение прочности бетона происходит следующим образом. На намеченном участке поверхности образца или конструкции с размаха наносят серию ударов с такой силой, чтобы получить крупные, удобные для измерения отпечатки на бетоне и эталонном стержне. Расстояние между отпечатками не менее 30мм.

Между отношением d_б : d_э и пределом прочности на сжатие Rсуществует определенная связь, которую можно выразить с помощью тарировочной кривой, если произвести параллельные испытания бетон­ных кубов.

Как показали опыты, погрешности, полу­чаемые при определении прочности бетона с помощью эталонного молока, составляют 10—15%.