Способ определения твердости
Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, к способам определения твердости материалов . Цель изобретения - повышение точности определения твердости за счет учета упругих свойств материалов образца и индентора. Внедряют конический индентор в поверхность испытуемого материала, измеряют глубину его внедрения от уровня исходной поверхности под нагрузкой, глубину остаточного отпечатка, динамический коэффициент твердости испытуемого материала, упругие константы испытуемого материала и индентора, определяют половинный угол при вершине остаточного отпечатка и среднее давление на поверхности отпечатка, по которому судят о твердости по известной зависимости. i
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИМЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (g1)g 01 N 3/42
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИг)
Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ кьк;.ы
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4412925/28 (22) 19.04.88 (46) 15.05.91. Бюл.Р 18 . (71) Волгоградский политехнический институт i(72) И.И.Славский, М,М.Ìàòèèí . и Е.П.Хуленев (53) 620.178.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1260729, кл. С 01 N 3/42, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ (57) Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, к способам определения твердости материалов. Цель изобретения — повыИзобретение относится к механическим испытаниям материалов, в частности к способам определения твердости материалов при внедрении индентора.
Целью изобретения является повышение точности определения твердости за счет упругих свойств материалов образца и индентора.
Способ реализуют следующим образом, Измеряют упругие константы испитуемого материала образца (Е„, (И ) и индентора (Е, (Ц ). Если материалы образца и индентора заранее известны, то модули нормальной упругости Е) и
Еу и коэффициенты Пуассона 11)и можно определить по справочной таблице.
М шение точности определения твердости за счет учета упругих свойств материалов образца и индентора. Внедряют конический индентор в поверхность испытуемого материала, измеряют глубину его внедрения от уровня исходной поверхности под нагрузкой, глубину остаточного отпечатка, динамический коэффициент твердости испытуемого материала, упругие константы испытуемого материала и индентора, определяют половинный угол при вершине остаточного отпечатка и среднее давление на поверхности отпечатка, по которому судят о твердости по известной зависимости.
Определяют динамический коэффициент твердости g испытуемого материала.. При статическом вдавливании индентора коэффициент динамической твердости равен единице.
Внедряют конический индентор в поверхность испытуемого материала и измеряют (от уровня этой поверхности) глубину h внедрения индентора под нагрузкой и глубину Ь,) остаточного отпечатка. Эта операция может быть
I проведена на любом стационарном твердомере (прессе) или,при помощи переносных твердомеров ударного действия типа ВПИ, дополнительно оборудованных устройством для измерения hM и h6
Определяют половинный угол при вершине остаточного отпечатка
1649377
2" созЧ
И = arccos — — — ——
1о h
1 + — -1о и среднее давление Н на поверхности отпечатка н
1 -àr r1 --Р, (, 4 + 1 а89
"1 Ег " ПГ
10 где тангенс приведенного половинного угла равен
ted+
tg "@ t Р
1- Л1S
"ИЧо
Определявт стандартную статическую твердость по Виккерсу испытуемого материала по известной зависимос20
HV=НК где K — коэффициент, описывающий зависимость отношения HV/Н от угла конуса 2g при вершине индентора. о 25
В частном случае, когда 2(= t36 (индентор с таким углом наиболее часто используется для измерения твердости) о
K+= sing= sin 68, формула принимает вид
HV = Н ° sin(Р = Hi sin68 о
Пример. Определение твердости проводили на деталях, изготовленных из различных материалов: сталей, титана„ латуни, алюминия.
Б качесте индентора использовали 35 конус с углом при вершине 2g= 136 изготовленной из твердого сплава.
Упругие константы испытуемых материалов (Е<, 1,) и материала индентора (F,111) определяли по справочнику. 40
Динамический коэффициент твердости материала образца определяли по таблицам.
Внедрение конического индентора проводили при статическом нагружении на прессе Бринелля или приборе
Роквелла, при ударном — с помощью ударного переносного твердомера типа ВПИ, дополнительно снабженных уст« ройством для измерения ЬН и Ь
Глубины внедрения h и Ьо измеря ли с точностью 1 мкм. Определение Н, Щ и t8 (пр проводили по формулам. формула изобретения .Способ определения твердости, за- 55 кпючающийся в том, что внедряют конический индентор в поверхность испыту-.. емого материала и измеряют глубину его внедрения под нагрузкой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в качесте испытуемого материала и материала индецтора используют материалы с известными . модулями нормальной упругости и коэффициентами Пуассона, измеряют глубину остаточного отпечатка от уровня исходной поверхности испытуемого материала, определяют динамический коэффициент твердости испытуемого материала и половинный угол при вершине остаточного отпечатка
2 cosV Р.= arccos — — — ——
-1О h
1 + — —
0 и среднее давление на поверхности отпечатка
Н—
О 5
Ф где (jl - половинный угол при вершине конического индентора;
tÿЧ я пр яЧо тангенс приведенного половинного угла в контакте конических поверхностей индентора и остаточного отпечатка;
h „ II ho - соответственно глУбина внеДрения индентора под нагрузкой и глубина остаточного отпечатка, измеренные от уровня исходной поверхности материала;
Н - среднее давление на поверхЕ < <, . ности отпечатка;
1 Ф р, - модуль нормальной упругости и коэффициент Пуассона (индексы 1 и 2 относятся к испытуемому материалу и инлентору соответственно); — динамический коэффициент твердости испытуемого материала, по которому судят о твердости пв известной зависимости.
