Способ определения твердости материалов

 

Изобретение относится к испыта- . тельной технике, а именно к динамическим методам определения твердости. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения твердости при различных температурах. В способе путем зодара в испытуемый материал с известной массой и скоростью внедряют инДентор, предварительно определяют зависимость динамического коэффициента твердости материала от его статической твердости и скоростей удара, образец выполняют в виде стержня, нагревают (охлаядают) до заданной температуры, после первого удара в торец образца его смещают и производят второй удар с другой скоростью, но с постоянной массой индентора, измеряют удлинение нагретого (охлажденного) образца и определяют коэффициент линейного расширения материала при заданной температуре . После охлаждения (нагрева) образца до нормальной температуры измеряют глубины и диаметры отпечатков индентора на поверхности торца образца и с учетом полученных данных определяют твердость материала при заданной температуре по формуле. 1ил. i (Л

ССЮЭ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 А1 (19) О1) (g1) 4 G 01 N 3/48

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕИ .. -,. ь, (21) 4159843/25-28 (22) 20 .10.86 (46) 30.03.88. Бюл. N - 12 (72) Э.А.Кочаров, Н.В.Химич, JI.À.0äí0âîë и И.Х.Мингазов (53) 620.178.153.2 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 280022, кл. С 01 И 3/48, 1968.

Авторское свидетельство СССР

I) 932371, кл. С 01 0 3/48, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ, МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испыта- . тельной технике, а именно к динамическим методам определения твердости.

Целью Изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения твердости при различных . температурах. В способе путем удара в испытуемый материал с известной массой и скоростью внедряют индентор, предварительно определяют зависимость динамического коэффициента твердости материала от его статической твердости и скоростей удара, образец выполняют в виде стержня, нагревают (охлаждают) до заданной температуры, после первого удара в торец образца его смещают и производят второй удар с другой скоростью, но с постоянной массой индентора, измеряют удлинение нагретого (охлажденного) образца и определяют коэффициент линейного расширения материала при заданной температуре. После охлаждения (нагрева) образца до нормальной температуры измеряют глубины и диаметры отпечатков индентора на поверхности торца образца и с учетом полученных данных определяют твердость материала при заданной температуре по формуле. 1ил.

1385024

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к динамическим методам определения твердости. 5

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения твердости при различных температурах.

° На чертеже представлена блок-схе- lO ма устройства, реализующего способ определения твердости.

Устройство содержит ударный узел

1 для выстрелов инденторами-шариками с различными скоростями Ч, например пневматическое ружье с использованием поддонов для регулирования

V датчики 2 для измерения скорости шарика в момент удара, например оптические барьеры, связанные с вы- 20 числителем 3 скорости Ч, узел 4 нагрева или охлаждения с открывающимся в момент выстрела окном, в которое помещается образец 5 в виде стержня с датчиками 6 температуры, вычис- 25 литель 7 температуры с регулятором 8 температуры, узел измерения удлинения образца 5, состоящий из поворотного зеркала 9, экрана 10. На зеркало 9 направляется луч лазера 11. Луч

12 отражен от холодного образца, луч 13 — от нагретого образца.

Способ реализуется следующим образом.

Предварительно для данного индентора при номинальной температуре устанавливается зависимость динамического коэффициента от статической твердости материала образца и скорости удара, После этого нагревают 40 (охлаждают) стержневой образец до заданной температуры и осуществляют два ударных внедрения индентора в его торец с известными постоянной массОй п1 и Различными скОРОстнмн Vp 45 при заданной температуре испытуемого материала, при этом при втором внедрении образец смещают в. сторону и производят бесконтактное изменение удлинения стержнего образца (1, -1, ), например, оптическим поворотно-зеркальным методом с лазерной подсветкой, по которому определяют коэффициент ос< линейного расширения материала образца по формуле

1-.»,о 1- 2ро

ы (о 20o) с1 =d

j 1+ ф. o (— 20 )) h o h2Po где h o,h и dto с12оо соответственно глубины и диаметры отпечатков при температуре эксперимента

t Ñ и при нормальной температуре 20 С.

Далее вычисляют параметры и и Ь, для заданной температуры эксперимента по формулам:

Р, 1g Р и

2. о с<

1g d 2

»» »»

Ь = Р» с1 — Р2с1 2 где Р, и Р— силы ударов индентора постоянной массы, соответствующие его скоростям V, и V

d u dt — диаметры отпечатков » 2 индентора на торце образца при исследуемой температуре,: соответствующие скоростям индентора V«H U

После этого определяют статическую твердость при заданной температуре исследуемого материала по следующей зависимости:

1 и

Ь и + 1 и

»»»V. п + 1

4 t

Нп -, (и + 1)

,1Ь, г (С

Формула изобретения

Способ определения твердости ма< териалов, заключающийся в том, что внедряют под действием удара в обрагде 1, и 1 — длина образца соот20 ветственно при заданной температуре о эксперимента t u при нормальной темо пературе 20 С.

Затем охлаждают (нагревают) образец до нормальной температуры, измеряют при нормальной температуре глубины (и ) и диаметры (d ) отпечатков для двух разных скоростей 7 и определяют их величины для заданной температуры эксперимснта по формулам:

1385024

Р»

1g

Рг и=- — — —— с», 1, г

-hg иЪ =Р,д

-hq

=Р с1 г

Р» иР г5 1 и 1 ределяют по формуле

М а ьп,+ вЧ с (и + то ъ

И= к(1т 4n) ВНИИПИ Заказ 1407 41 Тираж 847 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зец индентор с массой ш и скоростью

V, предварительно определяют зависимость динамического коэффициента твердоСти материала (от его стати5 ческой твердости и скорости удара и измеряют глубину и диаметр отпечатка, по которым судят о статической твердости, отличающийся тем, что, с целью расширения функцио- 1 p нальных возможностей за счет определения твердости при различных температурах материалой, образец выполняют в виде стержня, термически воздействуя на него, достигая заданной 15 температуры, измеряют удлинение образца и определяют коэффициент линейного расширения материала, наносят дополнительный удар в торец образца в другую точку и с другой ско- 2а ростью, отличными от первого удара, восстанавливают нормальную температуру образца, измеряют диаметры и глубины отпечатков, а твердость опгде D — диаметр индентора; за

h< — глубина остаточного отпечатка от уровня исходной поверхности образца, соответствующая скорости V, при заданной температуре t определенная с учетом коэффициента линейного расширения для заданной температуры и результатов ее замера при нормальной температуре; — параметры зависящие от

1 твердости испытуемого материала при заданной температуре и диаметра индентора; — силы ударов индентора массы m, соответствующие era скоростям V и Ч»>г у — диаметры отпечатков индентора, соответствующие скоростям V u V определенные с учетом коэффициента линейного расширения для заданной температуры и результатов их замеров при нормальной температуре.