Способ определения твердости

(72) Ю,И; Славский техническии инсти разца, измеряполнительном еденную силуиндентора и(56) Авторское свидетельство СССР М 280022, кл, 6 01 М 3/48, 1968,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ (57) Использование; в измерительной технике для оперативного контроля твердости, Сущность изобретения: способ заключается в том, что под действием удара внедряют конический индентор в образец и два эталона с известной статической твердостью, измеряют диаметры отпечатков на образце и эталонах, при этом удары производят с постоянной скоростью ударником постоянной Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляоперативного контроля твердости материалов,Цель изобретения - повышение точности определения твердости,Сущностью изобретения является то 1 чтосогласно способу определения твердости,заключающемуся в том, что под действиемудара внедряют, конический индентор в образец и эталон с известной статической твер-достью, измеряют диаметры отпечатков наобразце и эталоне, при этом используютдополнительный эталон с известной статической твердостью, удары производят спостоянной скоростью ударником постоянной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца, определяют приведенную илу контактного взаимодействия индентора и эталонов ГпР=(НЧ 1-НЧ 2) б 1 /1-(б 1/б 2), и определяют статическую твердость материала по формуле НЧ=ГпР/б2 - ЬНЧ, где Рпя - приведенная сила контактного взаимодействия индентора и эталонов; НЧ 1, НЧ 2 - статическая твердость эталонов, соответственно первого и второго; б, б б - диаметры отпечатков на поверхности соответственно образца, первого эталона, второго эталона; Ь НЧ - значение твердости материала, соответствующее разнице между статической и динамической твердостями материала образца, 1 табл. упругим характеристикам об ют диаметр отпечатка на д эталоне, определяют прив контактного взаимодействи эталоновгде Рпр - приведенная сила контактного взаимодействия индентора и эталонов;НЧ 1, НЧг - статическая твердость эталонов, соответственного первого и второго;б, б 1, бг - диаметры отпечатков на поверхности, соответственно образца, первого эталона, второго эталона,ЬНЧ - значение твердости материала,соответствующее разнице между статической и динамической твердостями материала образца,Отличительными признаками изобретения является то, что используют дополнительный эталон с известной статическойтвердостью, удары индентора производят спостоянной скоростью ударником постоянной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентныупругим характеристикам образца, измеряют диаметр отпечатка на дополнительномэталоне, определяют приведенную силуконтактного взаимодействия индентора иэталонов и определяют статическую твердость материала образца по предложенной 25 .формуле (2),Найденные новые взаимосвязи междупараметрами удара, статической твердостью и упругими характеристиками материала характеризуются величиной 30приведенной силы Гпр контактного взаимодействия, уровень которой зависит от скорости и массы ударника, угла при вершинеконического индентора, чувствительностиматериала к ударному приложению нагрузки, Такое положение, дает возможностьпредварительно определив величину Рпр находить ее использованием статическуютвердость испытуемого материала.Способ реализуется следующим образом.Выбирают два эталона с известнымиразличными значениями статической твердости НЧ 1 и НЧг; при этом упругие характеристики (модуль нормальной упругости и45коэффициент Пуассона) материала эталонов должны быть эквивалентны упругим характеристикам испытуемого материалаобразца,50Производят удар коническим индентором со стабильной скоростью ударникомпостоянной массы в два эталона и измеряютдиаметры б 1 и бг отпечатков на поверхностиэталонов. 55Определяют приведенную силу Епр контактного взаимодействия конического индентора и эталонов поформуле (1), а такжезначение твердости Ь НЧ, учитывающееразницу между статической твердостью испытуемого материала по формуле ЛНЧ= - -НЧ 1. (3)б 1оПри том же режиме внедряют конический индентор в поверхность образца и измеряют диаметр б отпечатка на испытуемой поверхности.Определяют статическую твердость материала образца по формуле НЧ= - ЛНЧ,РлбгРезультаты представлены в таблице. Там же приведены значения твердости, оп. ределенные по ГОСТ 2999 - 75 "Металлы". Метод измерения твердости алмазной пирамидой по Виккерсу, принятому в качестПример. Определение твердости прово-, дили на деталях, изготовленных из различ- ных марок сталей, в качестве индентора использовали конус с углом при вершине 2 уМ 42; изготовленный из твердого сплава.Ударное внедрение индентора прово- дили с помощью переносного твердомера ударного действия типа ВПИ(1), в котором на шток ударника был установлен наконечник с коническим индентором.Эталоны были изготовлены из стали 10 НЧг=1087 Па) и стали ЗОХГСА (НЧ=2713 МПа).После внедрения индентора под действием удара в поверхности эталонов, измерили диаметры отпечатков на поверхности эталонов и установили, что бг=2,616 мм (на эталоне из стали 1 О) и б 1=2,016 мм (на эталоне из стали ЗОХГСА). Значение диаметров б 1 и бг являются средними из 3-х - 4-х испытаний,По формулам (1) и (3) вычислили значение приведенной силы контактного взаимо- действия Гор=16573 Н и значение разницы между статической и динамической твердостью ЛНЧ=1334 МПа.Затем при помощи твердомера ударного действия внедряли индентор в поверхность деталей, изготовленныхиз различных марок сталей, измеряли диаметры б отпечатков и определяли твердость по формуле (2) с учетом найденных значений Рпр и Ь НЧ(Й )2 Епрд-(НЧ 1 - НЧ 2) Формула изобретения Составитель М,Матл Техред М,Моргентал Редакто ректор Н,Ревска Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 акаэ 1282 ВНИИП иэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ве эталонного способа. Как видно из таблицы, наибольшая ошибка определения твердости предлагаемым способом не превышает 4,5.Результаты экспериментальной проверки свидетельствуют о том, что предлагаемый способ определения твердости пригоден для практического использования. Способ определения твердости материала, заключающийся в том, что действием удара внедряют конический индентор в образец и эталон с известной статической твердостью, измеряют диаметры отпечатков на образце и эталоне и определяют статическую твердость материала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, используют дополнительный эталон с известной статической твердостью, удары производят с постоянной скоростью ударником постоянной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца, измеряют диаметр отпечатка на дополнительном эталоне, определяют приведенную силу контактного взаимодействия . индентора и эталонов5 10 и определяют статическую твердость материала по формуле НЧ= -- Ь НЧ,15 - ,ргре Рпр. - приведенная сила контактноговзаимодействия индентора и эталонов;НЧ 1, НЧ 2- статическая твердость эталонов, соответственно, первого и второго;20 б, б 1, б 2 - диаметры отпечатков на поверхности соответственно, образца, первого эталона, второго эталона;Ь НЧ - значение твердости материала,соответствующее разнице между статической и динамической твердостями материала образца,