Определение твердости по Бринеллю. При измерении твердости по этому методу стальной закаленный шарик диаметром D вдавливается в испытуемый образец или изделие под нагрузкой Р в течение

При измерении твердости по этому методу стальной закаленный шарик диаметром D вдавливается в испытуемый образец или изделие под нагрузкой Р в течение определенного времени. (рис. 1.1)

Рис. 1.1 Схема определения твердости по методу Бринелля.

Число твердости по Бринеллю – НВ – отношение нагрузки Р (кгс) к площади F (мм²) поверхности отпечатка, образовавшегося в образце при вдавливании шарика.

Площадь поверхности отпечатка определяют по формуле

а число твердости находят из выражения

где D – диаметр шарика; d – диаметр отпечатка.

В практике определения твердости по Бринеллю этих вычислений не делают, а пользуются таблицей ГОСТа, составленной для установленных диаметров шариков, отпечатков и нагрузок, по которой находят числа твердости. Размерность числа твердости (кгс/мм²), как правило, не указывается. При обозначении числа твердости указывают метод измерения (НВ), диаметр шарика (D), нагрузку (Р), время выдержки (τ) и число твердости, например, НВ 10/3000/10-150. Между числом твердости по Бринеллю – НВ и пределом прочности существует соотношение

где k – безразмерный коэффициент, зависящий от вида испытуемого материала.

Сталь (НВ = 125-175) k = 0,342

Сталь (НВ более 175) k = 0,362

Алюминиевые сплавы k = 0,26

Бронза и латунь k = 0,55

Для заводских испытаний используют стальные шарики диаметром 2,5 мм (при толщине изделий или образца до 2 мм), 5 мм (при толщине 2-6 мм) и 10 мм (при толщине свыше 6 мм).

Между диаметром шарика и нагрузкой существует зависимость:

для черных металлов Р = 30D²

для меди и её сплавов Р = 10D²

для алюминия Р = 2,5D²

Согласно ГОСТ 9012-59 диаметр шарика, нагрузку, длительность выдержки под нагрузкой выбирают из табл. 1.1

Таблица 1.1

Материал	Интервал твердости в числах Бринелля	Минимальная толщина образца, мм	Соотношение между нагрузкой, Р, и диаметром шарика, D	Диаметр шарика, D, мм	Нагрузка Р, Н (кгс)	Выдержка под нагрузкой, с
Черные металлы	140-450	от 6 до 3 от 4 до 2 менее 2	Р = 30D2	10,0 5,0 2,5	187,5
Черные металлы	менее 140	более 6 от 6 до 3 менее 3	Р = 10D2	10,0 5,0 2,5	62,5
Цветные металлы	более 130	от 6 до 3 от 4 до 2 менее 2	Р = 30D2	10,0 5,0 2,5	187,5
Цветные металлы	35-130	от 9 до 3 от 6 до 3 менее 3	Р = 10D2	10,0 5,0 2,5	62,5
Цветные металлы	8-35	более 6 от 6 до 3 менее 3	Р = 2,5D2	10,0 5,0 2,5	62,6 15,6

 

Метод Бринелля не может быть применен для определения твердости листовых образцов толщиной менее 1 мм, а так же для испытания твердости более НВ 450, т.к. в этом случае может произойти деформирование самого шарика.

Достоинством метода Бринелля является простота и точность испытания. Он используется для определения твердости структурно-неоднородных материалов (чугуна, не закаленной стали), цветных металлов.