Твердомер

) С 1) 500 А 1)5 6 01 К 3/4 ИЯ Е ИЗОБ Т ОПИС К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВ тельано, пныхинтей, оемироГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к испытаной технике и может быть использовнапример, при определении анизотросвойств материалов путем внедрениядентора. Целью изобретения являетсяширение технологических возможносповышение точности и снижение трудкости путем удобного и точного ориент Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для исмерения твердости, микротвердости и других физико-механических свойств материалов методом внедрения индентора и может быть использовано при определении анизотропии свойств как материала в целом, так и его отдельных структурных составляющих.Известно устройство для определения микротвердости материалов, содержащее корпус, предметный стол для крепления образца, расположенные напротив него индентор и микроскоп, узел нагружения индентора и механизм перемещения предметного стола,Устройство обеспечивает возможность внедрения индентора в выбранную точку на вания индентора относительно углового по ложения любого элемента на поверхности исследуемого образца. Поставленная цель достигается за счет того, что в твердомере с индентором, установленным с возможностью вращения вокруг его оси и снабженным механизмом поворота индентора и устройством измерения угла поворота, согласно изобретению окуляр микроскопа выполнен с возможностью поворота вокруг его оси и связан с устройством измерения угла поворота. Для повышения точности ориентирования индентора и дальнейшего снижения трудоемкости окуляр устанавливают в оправку с возможностью совместного и независимого вращения, а оправку связывают с механизмом поворота индентора с возможностью преобразования угла повороправки в равный угол поворота инденто1 з.п. ф-лы,2 ил. поверхности образца, но не позволяет осуществлять при этом контролируемое изменение ориентации индентора.Известен твердомер, содержащий корпус, размещенный в нем индентор, установленный напротив него предметный координатный стол, микроскоп, механизм нагружения индентора, механизм поворота индентора вокруг его оси и узел измерения угла поворота индентора.Твердомер позволяет производить при. цельное внедрение инденторв в выбранную точку на поверхности образца и осуществлять контролируемое изменение ориентации индентора относительно осей образца.Недостатками известного твердомера являются узкие технологические возмож асти, высокая трудоемкость и нев,сс кая точ 1758500ность определения анизотропии свойств исследуемого материала, обусловленныетрудностью, а порою невозможностью точного ориентирования индентора относительно различных структурных элементов,произвольно расположенных на поверхности образца, например, вдоль границы,зерна, субзерна, какого-токристаллографического направления и т,д.Твердомер обеспечивает лишь приблизительное первоначальное ориентированиеиндентора относительно положения заданного структурного элемента. Затем ориентацию индентора необходимо уточнятьпутем нанесения предварительных отпечатков и коррекции в случае необходимостиуглового положения индентора, что не всегда возможно, например, при ограниченныхразмерах исследуемой области.Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счетточного. ориентирования индентора относи.тельно любого структурного элемента на поверхности образца. повышение точности иснижение трудоемкости: испытаний,Поставленная цель достигается тем, чтов твердомере, содержащем корпус, размещенный в нем индентор, установленный напротив него предметный координатныйстол, микроскоп, механизм нагружения индентора, механизм поворота инденторавокруг его оси и узел измерения угла поворота, связанный с индентором, согласноизобретению окуляр микроскопа установлен с возможностью вращения вокруг своейоси, а узел измерения угла поворота связанс окуляром микроскопа.Для дальнейшего повышения точностии снижения трудоемкости определениясвойств материалов твердомер снабжен оправкой для размещения в ней окуляра ипреобразователем угла поворота оправкивравный ему угол поворота индентора, приэтом оправка и окуляр установлены с возможностью совместного или независимоговращения,На фиг,1 представлена схема твердомера; на фиг.2 - один из вариантов выполнения преобразователя угла поворотаоправки в равный ему угол поворота индентора.Твердомер содержит корпус 1, размещенный в нем индентор 2, например, подвешенный на упругих элементах, механизм3 поворота индентора вокруг его оси. предметный координатный стол 4 для крепленияобразца 5, механизм 6 нагружения индентора 2 и окуляра 8 микроскопа 7.Узел 9 измерения угла поворота индентора 2 и окуляра 8 микроскопа 7 может быть выполнен, например, в виде двух шкал (нарисунке не показаны), одна из которых установлена на корпусе твердомера с возможностью регистрации угла поворота5 индентора, а другая - на тубусе микроскопас возможностью регистрации угла поворотаокуляра. Другим из возможных вариантоввыполнения узла 9 измерения угла поворотаиндентора и окуляра микроскопа, обеспечи 10 вающим большую точность и удобство про. ведения испытаний, является еговыполнение в виде двух электрических датчиков углов поворота (реостатных, емкостных и т.д.) индентора 2 и окуляра 8,15 электрически связанных с устройством индикации на риСунке не показаны).Твердомер может быть снабжен фиг,2)оправкой 10 для размещения в ней окуляра8 и преобразователем угла поворота оправ 20 ки 10 в равный ему угол поворота индентора2, при этом оправка 10 и окуляр 8 установлены с возможностью совместного или независимого вращения,Преобразователь угла поворота оправ 25 ки 10 в равный угол поворота индентора 2может быть выполнен кинематическим или,например, в виде следящей системы, содержащей датчик 11 угла поворота оправки 8,выход которого через устройство сравнения30 связан с усилителем 12, последовательносоединенным с блоком 13 управления механизмом 3 поворота индентора 2, а такжедатчик 14 угла поворота индентора 2, выходкоторого связан со входом устройства срав 35 нения.Твердомер работает следующим образом.На предметный координатный стол 4устанавливают образец 5. При помощи ме 40 ханизма нагружения б производят внедрение индентора 2 в образец 5. затемповорачивают предметный координатныйстол 4 и перемещают образец 5 под микроскоп 7. По отпечатку индентора настраива 45 ют микроскоп 7 на точку внедренияиндентора 2 и путем поворота вокруг своейоси окуляра 8 микроскопа 7 совмещают перекрестье окуляра 8 с диагоналями отпечатка индентора 2. При помощи узла 950 измерения угла поворота определяют первоначальное.угловое положение индентора2 и соответствующее ему угловое положение окуляра 8 микроскопа 7, При проведении испытаний на поверхности образца 555 выбирают микрообъект (зону), соответствующий программе испытаний. Выбор микрообьекта для исследований производятпутем перемещения образца 5 в двух взаимно перпендикулярных направлениях припомощи предметного координатного столаиндентора, подводят образец 5 под индентор 2 и производят внедрение индентора, Вслучае необходимости изменения ориентации индентора относительно отсчетного на 5 правления исследуемого микрообъектатакое изменение легко осуществляют путемдополнительного поворота оправки 10 натребуемый угол, величину которого контролируют при помощи узла 9 измерения угла10 поворота,Преобразователь угла поворота оправки в равный ему угол поворота индентора,показанный на фиг.2, работает следующимобразом,15 Угол поворота оправки 10 измеряетсядатчиком 11, сигнал которого сравниваетсяс сигналом датчика 14 угла поворота индентора 2, Разность сигналов датчиков 11 и 1420 усиливается уеилителем 12 и поступает навход блока 13 управления механизмом 3поворота индентора 2. По сигналу блокауправления 13 механизм 3 осуществляет поворот индентора 2, который прекращается25 при нулевом рассогласовании углового положения индентора и оправки,Таким образом предлагаемый твердомер позволяет просто и с высокой точностью производить внедрение индентора в30 любую точку на исследуемой поверхностиобразца при любой требуемой ориентациииндентора относительно любого микрообьекта на этой поверхности, что значительнорасширяет технологические возможности35 проведения исследований.Формула изобрете н и я1, Твердомер, содержащий корпус, размещенный в нем индентор. установленныйнапротив него предметный координатный40 стол, микроскоп. механизм нагружения индентора, механизм поворота инденторавокруг его оси и узел измерения угла поворота. связанный с индентором, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расшйрения45 точности и снижения трудоемкости, окулярмикроскопа установлен с возможностьювращения вокруг своей оси, а узел измерения угла поворота связан с окуляром микроскопа.50 4 в поле зрения микроскопа 7, Путем поворота вокруг своей оси окуляра 8 микроскопа 7 совмещают один из штрихов перекрестья окуляра 8 с отсчетным направлением микрообъекта (границы зерна, субзерна и т,д.) на поверхности образца 5, относительно которого согласно программе испытаний необходимо произвести ориентацию индентора. При помощи узла 9 измерения угла поворота определяют угловое положение окуляра 8, соответствующее отсчетному направлению исследуемого микрообъекта, Определяют разницу между первоначальным угловым положением индентора 2 и отсчетным направлением исследуемого микрообъекта на поверхности образца 5; с учетом которой производят необходимое ориентирование индентора 2. Изменение углового положения индентора 2 при этом осуществляют при помощи механизма 3 поворота индентора 2 и контролируют посредством узла 9 измерения угла поворота, затем на поверхности образца 5 выбирают точку внедрения индентора, подводят образец под индентор 2 и производят внедрение индентора при его ориентации, требуемой по программе испытаний.Твердомер, снабженный оправкой для размещения в ней окуляра, и преобразователем угла поворота оправки в равный ему угол поворота индентора, показанный на фиг.2, работает следующим образом.В образец 5, закрепленный на предметном координатном столе 4, внедряют индентор 2, Подводят образец 5 под микроскоп 7 и настраивают микроскоп 7 на точку внедрения индентора 2, Путем независимого от оправки 10 поворота вокруг своей оси окуляра 8 совмещают перекре-, стье окуляра с диагоналями отпечатка индентора 2, Выбирают на поверхности образца 5 микрообъект для проведения испытаний. Путем совместного с окуляром 8 поворота оправки 10 ориентируют один из штрихов перекрестья окуляра вдоль отсчет- ного направления исследуемого микрообьекта (например, границы зерна, субзерна и т.п,), соответствующего программе испытаний, При этом преобразователем угла поворота оправки в равный ему угол поворота индентора производится автоматическая ориентация индентора 2 вдоль отсчетного направления исследуемого микрообъекта, затем в соответствии с требованиями конкретной программы испытаний на поверхности образца 5 выбирают точку внедрения 2. Твердомер по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен оправкой для размещения в ней окуляра и преобразователем угла поворота оправки в равный ему угол поворота индентора, а оправка и окуляр установлены с воэможностью совместного или независимого вращения.1758500 т у ) рв / Г Воло ентал оставительехред М.Мо рректор С,Патрушева Реда песивых итетва,Ж и ГКНТ С издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,зводс Заказ 2993 ВНИИ