Визначення твердості
Твердістюназивається здатність металу чинити опір впровадженню в нього стороннього тіла. Визначення твердості є найчастіше застосовуваним методом випробування металів. Для визначення твердості не потрібне виготовлення спеціальних зразків, тобто випробування проводиться без руйнування деталі [9, 12, 17, 18].
Щоб не обчислювати твердість за наведеною вище формулою, на практиці користуються спеціальною таблицею, в якій діаметру відбитка відповідає певна кількість твердості НВ.
Для характеристики твердості часто користуються діаметром відбитка dHB (мм) без переведення до твердості. Діаметр кульки і навантаження встановлюють залежно від металу, що випробовується, твердості і його товщини. Наприклад, при випробуванні сталі і чавунуР= 30D2 , міді та її сплавівР =10D2 , бабітівР =2,5D2.
Метод Брінелля не рекомендується застосовувати для металів твердістю більше 450 НВ, так як кулька може деформуватися і результат вийде неправильним. Не можна також випробовувати тонкі матеріали, які при вдавлюванні кульки продавливаються.
Визначення твердості за Роквеллом. У поверхню випробуваного металу вдавлюють алмазний конус з кутом 120° або сталевий загартований кулька діаметром 1,59 мм. Випробування кулькою застосовують щодо твердості м'яких матеріалів, а алмазним конусом – при випробуванні твердих матеріалів.
Кулька і конус вдавлюють у випробовуваний зразок під дією двох послідовно навантажень, що додаються - попередньоїР0і основнийP1загальне навантаженняРдорівнює їх сумі (рис. 37)
Мал. 37. Схема випробування на твердість за Роквеллом
Попереднє навантаженняР0у всіх випадках дорівнює 100 Н (10 кгс), аосновнаР1і загальнаРнавантаження становлять:
при вдавлюванні сталевої кульки (шкалаВ):
Р1 = 900 Н (90 кгс); Р = 1000 Н (100 кгс);
при вдавлюванні алмазного конуса (шкалаС):
Р1 = 1400 Н (140 кгс);Р=1500 Н (150 кгс);
при вдавлюванні алмазного конуса (шкалаА)
Р1 = 500 Н (50 кгс); Р = 600 Н (60 кгс).
При навантаженні 600 Н (60 кгс) зазнають дуже твердих, а також тонких матеріалів (шкалаА).
Твердість за Роквеллом – число абстрактне і виявляється у умовних одиницях; її позначають залежно та умовами випробування HRA, HRB, HRC.
За одиницю твердості прийнято величину, що відповідає осьовому переміщенню наконечника на 0,002 мм. Число твердості за Роквеллом HR визначається за формулами:
при вимірі за шкалоюВ:
при вимірі за шкаламиСіA:
Величинаевизначається за такою формулою:
де А0 - глибина впровадження наконечника в матеріал, що випробовується під дією попереднього навантаженняPQ; h— глибина впровадження наконечника в випробуваний матеріал під дією загального навантаженняР,виміряна після зняття основного навантаженняРгз залишенням попереднього навантаженняР0( див. рис.37).
Для визначення числа твердості HV за величиною діагоналі відбитка використовують спеціальну таблицю. Числа твердості до 400 HV одиниць збігаються з числами твердості НВ (по Брінеллю), а при твердості більше 400 HV вони перевищують числа твердості НВ і тим більше, що вища твердість.