Теоретическое обоснование. Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора)

Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании.

В зависимости от способа внедрения и свойств индентора твердость материалов оценивают, используя несколько методов:

− вдавливание индентора (статические методы);

− динамические методы;

− царапанье.

Вдавливание индентора в образец с последующим измерением отпечатка является основным технологическим приемом при оценке твердости материалов. Широкое распространение объясняется тем, что не требуются специальные образцы, т. к. это неразрушающий метод контроля. Основной метод оценки качества термической обработки изделия.

В зависимости от особенностей приложения нагрузки, конструкции инденторов и определения чисел твердости различают методы:

− Бринелля (рис. 1.1, а);

− Роквелла (рис. 1.1, б);

− Виккерса (рис. 1.1, в);

− микротвердости.

Рис. 1.1. − Схемы определения твердости:

а – по Бринеллю; б – по Роквеллу; в – по Виккерсу

Во всех перечисленных методах при вдавливании индентора происходит пластическая деформация испытуемого материала под индентором. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем на меньшую глубину проникает индентор и тем выше твердость.

Преимущества измерения твердости следующие:

1. Между твердостью пластичных металлов, определяемой способом вдавливания, и другими механическими свойствами (главным образом пределом прочности), существует количественная зависимость.

2. Измерение твердости по технике выполнения значительно проще, чем определение прочности, пластичности и вязкости. Испытания твердости не требуют изготовления специальных образцов и выполняются непосредственно на проверяемых деталях после зачистки на поверхности ровной горизонтальной площадки, а иногда даже и без такой подготовки.

Измерения твердости выполняются быстро, например, при вдавливании конуса за 30-60 с, а при вдавливании шарика за 1-3 мин.

3. Измерение твердости обычно не влечет за собой разрушения проверяемой детали, и после измерения ее можно использовать по своему назначению, в то время как для определения прочности, пластичности и вязкости необходимо изготовление специальных образцов из детали.

4. Твердость можно измерять на деталях небольшой толщины, а также в очень тонких слоях, не превышающих (для некоторых способов измерения твердости) десятых долей миллиметра, или в микрообъемах металла (метод микротвердости). Поэтому многие способы измерения твердости пригодны для оценки различных по структуре и свойствам слоев металла, например поверхностного слоя цементованной, азотированной или закаленной стали, имеющей разную твердость по сечению детали. Методом определения микротвердости можно также измерять твердость отдельных составляющих в сплавах.

Поиск по сайту: