Напряжение и способы описания напряженного состояния. Пластическая деформация. Деформационное упрочнение. Чувствительность к надрезу и трещине. Деформационное разрушение при длительном статическом нагружении, страница 14

·  HRC – алмазный конус, нагрузка 1500 Н;

·  HRB – стальной шарик, нагрузка 1000 Н;

·  HRA – алмазный конус, нагрузка 600 Н.

По шкале С измеряют твердость закаленных сталей, закаленных и отпущенных сплавов, белых чугунов в диапазоне твердости HRC=20-67.

По шкале В твердость стали с низким, средним содержанием углерода, латуней, бронз и др. материалов с диапазоном твердости HRB=25-100.

По шкале А определяют твердость различных сверхметаллов (металлокерамика) с диапазоном HRA= 70-87.

Число твердости вычисляют по формуле:

, где h₀- глубина внедрения наконечника в испытуемый образец под действием предварительной нагрузки.

h- глубина внедрения наконечника в испытуемый образец, под действием общей нагрузки.

.

Расстояние между центрами двух соседних отпечатков или расстояние от центра какого-либо отпечатка до края образца должно быть не менее 3 мм. Индикатор прибора содержит 2 шкалы:

·  Черную (наружную, при использовании алмазного наконечника);

·  Красную (внутреннюю, при использовании стального шарика).

3.5 Твердость по Викерсу.

ГОСТ 2999-73

Измеряют при нагрузке от 9,8 Н до 980 Н. метод основан на вдавливании алмазного наконечника в форме правильной четырехгранной алмазной пирамиды в образец под действием нагрузки Р, приложенной в течении определенного времени и измерении диагонали отпечатка d₁ и d₂.

Твердость по Викерсу определяется по формуле:

, где Р – нагрузка, Н;

α – угол между противоположными гранями пирамиды при вершине, равный 136⁰С;

d – среднее арифметическое значение длин обеих диагоналей участка, мм.

Обозначается HV 10/40 – нагрузка 100Н, 40сек.

3.6 Микротвердость.

ГОСТ 9450-76

Твердость очень малых (микроскопических) объемов материалов. Нагрузка прикладывается к алмазному наконечнику в течении определенного времени и составляет до 4,905 Н.

Используют алмазные четырехгранные пирамиды с квадратными основаниями, трехгранные с основаниями в виде равновесно треугольника, четырехгранную с ромбическим основанием или бицилиндрические  наконечники.

·  Для четырехгранной пирамиды:

·  Для трехгранной пирамиды:

·  Для четырехгранной пирамиды с ромбическим основанием:

·  Для бицилиндрического:

Где Р- нагрузка4

- среднее арифметическое длин диагоналей квадратного отпечатка, мм

- размер отпечатка, мм.

В зависимости от глубины отпечатка имеются следующие формулы:

·  Для квадратного основания

·  Для треугольника:

·  Для ромбического основания:

·  Для бицилиндрического основания:

3.7 Прочие методы измерения твердости.

1.  Измерение твердости царапанием. Применяют в минералогии. При этом твердость определяют по шкале Моаса. Используют для царапания алмазный конус с углом при вершине 90⁰ или 120⁰, царапину наносят на шлифованную или отполированную поверхность. По ширине царапины, при определении нагрузки, судят о твердости материала. Ширину измеряют с погрешностью до 0,001 мм.

2.  Динамические методы. Испытательный индентор воздействует на образец с определенной кинетической энергией. Энергия расходуется на деформирование образца (формирование отпечатков), образование теплоты при трении, вибрации и т.д. Существует 2 способа:

·  Основан на расчете твердости по отпечатку.

·  Основан на измерении высоты отскакивания индентора.

По первому шарик вдавливается в поверхность под действием свободно падающего груза или под действием силы пружины или удара молотка

По второму методу (метод Шора) измерение  заключается в определении высоты отскока бойка, свободно падающего с постоянной высоты на поверхность образца. Твердость определяется при помощи бойка с алмазным наконечником. При ударе бойка часть кинетической энергии расходуется на пластическое деформирование поверхности образца, часть переходит в потенциальную энергию пластической деформации. Под действием энергии бойк отскакивает на определенную высоту, которая является показателем твердости образца. Высота отскока тем меньше, чем кинетическая энергия затрачена на пластическую деформацию. Этим методом измеряют твердость прокатных валков, массивных паковок и других крупных изделий.