Способ определения твердости материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки основных прочностных свойств металлов и сплавов - предела текучести и предела прочности. Целью изобретения является повышение точноти определения твердости материалов. Способ служит для обеспечения сопоставимости результатов контроля свойств материалов при изменении условий проведения испытаний и для расширения функциональных возможностей методов, основанных на упругом отскоке бойка. Способ заключается в том, что наносят удар бойком по поверхности испытуемого материала, измеряют амплитуду ударного ускорения и длительность нагружения соударяющихся тел, величины которых используются для оценки твердости материалов. При испытаниях материалов удар наносят бойком, выполненным в виде геометрической фигуры, оставляющей в материале подобные отпечатки, а оценку твердости проводят по отношению амплитуды удара к квадрату длительности этапа нагружения. Для оценки твердости удар наносят бойком, выполненным в виде четырехгранной пирамиды с углом при вершине 136° с известной массой. При этом можно рассчитать статическую твердость при невосстановленном отпечатке по Виккерсу по формуле: HV=KHD<SB POS="POST">V</SB>, - где HD<SB POS="POST">V</SB> - динамическая твердость

K - постоянный коэффициент для данных соударений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Hl) 93 А1 (я)5 G 01 N 3/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРНИКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР

1 (21) 3864246/25-63 (22) 05. 03. 85 (46) 23,06.90.Бюл, 1"- 23 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт .(72) В.А,Клочко, Ю,Г.Артемьев, С.В,Артемьев, А.В,Кирякин и И.Б,Зеленов (53) 620.178. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 888004, кл. Q 01 N 3/48, 1978.

Сталь, измерение твердости ударного отпечатка. ГОСТ 18661-73 °

Варйепло В,В. Измерение твердости металлов, М.: Стандарт, 1965.

Авторское свидетельство СССР

В 1252706 ° кл. G 01 N 3/48, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ

МАТЕРИАЛОВ (57)Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки основных прочностных свойств металлов и сплавов — предела текучести и предела прочности, Целью изобретения является повышение точности определения твердости материалов, Способ служит для обеспечения сопоставимости результатов конт.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытани- ям материалов на твердость при динамическом нагружении.

Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения постоянства форьи кривой ударного ускорения.

На, фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализуницего пред2 роля свойств материалов при изменении условий проведения испытаний для расширения функциональных возможност ей ме тодо в, о сно в анных на упру гом отскоке бойка, Способ заключается в том, что наносят удар бойком по поверхности испытуемого материала, измеряют амплитуду ударного ускорения и длительност ь нагружения соударяющихся тел, величины которых используются для оценки твердости материалов. При испытаниях материалов удар наносят бойком, выполненным в виде геометрической фигуры, оставляющей в материале подобные отпечатки, а оценку твердости проводят по отношению амплитуды удар а к кв адра ту дли— тапьности этапа нагрунания. рля оцан- я ки твердости удар наносят бойком, выполненным в виде четырехгранной пира" ( о миды с углом при вершине 136 с известной массой, При этом можно рассчитать статическую твердость при невосстановленном отпечатке по Виккерсу по формуле HV = КНБ„„где HD> — динаМию& мическая твердость; К вЂ” постоянный CA коэффициент для данных соударений, 2 ил, ©Ф

I лагаем,пл способ; на фиг. 2 — импульсы соударения бойка с испытуемыми материалами, имеюшими р азличную твердость, Устройство содержит боек 1 с установленным на нем ударным акселерометром 2 и с индентором 3, выполненным в виде геометрической фигуры, оставлякнцей в материале подобные

15 7339 3

HD

Р (О.н)HB

HD = К --+g - p

"max

Са

tnax «о щс х

/ отпечатки, схему 4 измерения ампли= туды напряжения и схему измерения 5 времени, входы которых связаны с выходом акселерометра 2, а выходы — с входами арифметического устройства 6, Твердость материалов по предлагаемому способу определяется следующим образом.

Бойком 1 с установленным на нем 10 ударным акселерометром 2 и индентором 3 наносят удар по поверхности материала при его свободном падении или при принудительном разгоне до скорости соударения V,, При соударении ударное ускорение бойка а изменяется за время упругопластического деформирования материала (длительность нагружения соударяющихся тел)

„до величины а и затем снова 20 чя до йуля за время упругого восстанов— ления испытуемого материала и бойка й„. Скорость же изменяется от величины Ч до 0 (момент остановки бойка), а. затем до величины V 25 (отрыв бойка от материала), Скорость внедрения бойка может быть представлена выражением

Величина максимальной упругопластической деформации (h Ä), соответствующая моменту времени достижения ускорения величины а„„„„(при 35

V = О) может быть записана в виде где С „и С вЂ” соответственно, коэф- 40 фициенты формы кривой ударного ускорения и упругопластической деформации на этапе нагружения, В данном случае коэффициенты С„45 и С являются постоянными величина2 ми, что обеспечивается использованием бойка, оставляющего геометрически подобные отпечатки при динамическом способе испытания материалов на твердость, При данном динамическом методе определения твердости, основанном на из мер ении пар аме тр о в соудар ения в 55 процессе внедрения инпентора в поверхность материала ныражение для динамической твердости (НД) можно представить в виде где Р— максимальная контактная чх сила; (F,„ ) „ — площадь невосстановленного отпечатка.

При применении бойка с индентором в виде геометрической фигуры, оставляющей в материале подобные отпечатки, например, четырехгранной пирамиды с углом при вершине в 136 формула для динамической твердости может быть преобразована к виду где К вЂ” постоянный коэффициент, учитывающий начальные условия соударения и форму соударяющихся тел

Способ дает возможность осуществить единобразие испытаний на твердость различных материалов, обеспечить постоянство степени нагружения и деформации материала в зоне контакта при соударении тел и получить единую шкапу динамической твердости для каждого вида индентора и провести ее аналитический пересчет или физически обоснованное сравнение со статическими методами контроля и выразить зависимость между твердостью по Pикерсу, HV uHD> формулой HV =

= К HD, где К вЂ” постоянная величина, Формула изобретения

Способ определения твердости материалов, заключающийся в нанесении удара бойком по поверхности испытуемого материала, измерении амплитуды ударного ускорения и длительности нагружения соударяющихся тел, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет обеспечения постоянства формы кривой ударного ускорения, удар наносят бой- . ком, имеющим форму геометрической фигуры, оставляющей в материале подобные отпечатки, а динамическую твердость при невосстановленном отпечатке рассчитывают по формуле

15733Ч 3 где а ок — амплитуда ударного ускоФи

Составитель И, Сидорова

Редактор С,Патрушева Техред А. Кравчук Корректор Н, Король

3 аказ 1640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тираж 503

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 нв = к,. — - - -я-"2 так ()рения; — длительность нагружения

tea Х соударякицихся тел;

К вЂ” по стоянный коэффициент.