Измерение твердости вдавливанием стального шарика по методу Бринелля

 

 

Составители: Киприянова Вера Николаевна

Кобзева Светлана Александровна

 

 

Редактор А.В. Снагощенко

 

Компьютерная верстка С.А. Кобзева

 

 

 

 

Подписано в печать Формат 60х84/16

Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. Изд.№

Усл.печ. л. Тираж 50 экз.

Уч. изд. л. Заказ №

Цена руб

 

 

Кубанский государственный технологический университет

Издательство КубГТУ: 350072,Краснодар, ул. Московская,2, корп. А

Типография КубГТУ: 350058, Краснодар, ул.Старокубанская, 88/4

 

* справедливо для некоторых способов измерения твердости

Цель работы

 

1.1 Изучить методы определения твердости материалов, устройство и работу твердомеров.

1.2 Приобрести навыки самостоятельного проведения испытаний на твердость вдавливанием.

 

 

Методы измерения твердости

Измерение твердости вдавливанием стального шарика по методу Бринелля

Пользуясь специальным прессом, в испытуемый материал вдавливается стальной закаленный шарик(рис.2.1) диаметром 10,5 и 2,5 мм под действием заданной нагрузки F в течении определенного времени (рис. 2.1).

Число твердости по Бринеллю НВ определяется отношением приложенной нагрузки F, действующей на шарик диаметром D, к площади сферической поверхности полученного отпечатка:

 

HB = F/A, кгс/мм² (2.1)

 

где F – нагрузка на шарик, кгс; А – площадь сферической поверхности отпечатка, мм², где площадь А в мм сферической поверхности отпечатка можно определить по формуле:

 

A= (2.2)

 

Тогда формула (2.1) примет вид:

 

HB= (2.3)

 

По этой формуле определяют твердость по Бринеллю, измерив диаметр отпечатка, полученный при определенной нагрузке и зная диаметр шарика.

Твердость по Бринеллю определяется как для мягких пластичных материалов, так и для хрупких материалов. При вдавливании шарика в поверхность хрупкого материала последний также получает пластическую деформацию. Объясняется это тем, что деформация протекает только в небольшом объеме, окруженном недеформированным материалом. Деформируемый материал находится в напряженном состоянии, близком к объемному, при котором возможность нарушения сцепления его частиц устранена и, следовательно, хрупкое разрушение невозможно.

К достоинствам метода Бринелля относятся: достаточная быстрота испытаний, простота и надежность конструкций испытательного прибора, отсутствие необходимости тщательной подготовки поверхности для измерений.

К недостаткам следует отнести невозможность испытания материалов с твердостью более 450 НВ, что объясняется деформацией наконечника – стального шарика.

Основной недостаток метода Бринелля – отсутствие точного геометрического подобия отпечатков. Это делает нестрогим количественное сопоставление чисел твердости разных материалов, полученных при разных значениях d/D.

 

 

Рисунок 2.1