Метод определения твердости по Бринелю.
Определение твердости по Бринелю, т.е. методом вдавливания шарика статической нагрузкой, стандартизованно ГОСТ. Этот стандарт распространяется на измерение твердости черных и цветных металлов и сплавов с твердостью от 8 до 450 единиц при температуре 20±10°C.
Основные определения и обозначения. При изменении твердости по Бринелю стальной шарик диаметром D вдавливается в испытуемый образец (изделие) под действием нагрузки P, приложенной в течении определенного времени. После удаления нагрузки измеряется диаметр отпечатка d, оставшийся на поверхности образца.
Твердость по Бринелю (НВ) определяется по формуле:
НВ=2P/(πD(D-√(D2-d2)));
где P - нагрузка, кГ;
D - диаметр шарика, мм;
d - диаметр отпечатка, мм;
Обозначение твердости производится символом HB с индексами в соответствии с таблицей обозначения твердости.
При измерении твердости в отношении нагрузки должны быть соблюдены следующие условия: плавное возрастание нагрузки до необходимого значения P; поддержание постоянства приложенной нагрузки P в течении установленного времени; приложение нагрузки P перпендикулярно к поверхности образца или изделия; допустимая относительная погрешность нагрузки P не должна превышать ±1%
Применяемые при измерении твердости по Бринелю шарики должны соответствовать следующим требованиям:
а) материал для шариков - термически обработанная сталь с твердостью не менее 850 HV;
б) диаметры применяемых шариков - 2,5; 5,0; 10,0 мм;
в) допускаемые отклонения диаметров шариков не должны превышать норм ГОСТ.
Шарик, показавший после измерения твердости остаточную деформацию, превышающую установленный допуск по размеру, или какой-либо поверхностный дефект, заменяется другим, а соответствующее измерение считается недействительным. Шарик должен иметь класс чистоты поверхности не ниже 12 по ГОСТ и не иметь поверхностных дефектов, видимых с помощью лупы при 5-кратном увеличении.
Поверхность испытуемого образца обрабатывается в виде плоскости так, чтобы края отпечатка были достаточно отчетливы для измерения его диаметра с требуемой точностью. Поверхность образца должна быть свободна от окалины и других посторонних веществ.
При подготовке поверхности испытуемого образца необходимо принять меры предосторожности против возможного изменения твердости испытуемого образца вследствие нагрева или наклепа поверхности в результате механической обработки.
Опорные поверхности образца и столика прибора должны быть очищены от посторонних веществ.
При применении специальных подставок необходимо применять меры предотвращения прогиба образца во время определения твердости.
Минимальная толщина испытуемого образца должна быть не менее 10-кратной глубины отпечатка (по соглашению сторон допускается производить измерение твердости по Бринелю с минимальной толщиной испытуемого образца не менее 8-кратной глубины отпечатка).
При известной твердости по Бринелю примерная глубина отпечатка h (mm)определяется по следующей формуле:
h=P/(πDHB);
где P - нагрузка испытательного прибора, кГ;
D - диаметр шарика, мм;
HB - число твердости по Бринелю, кГ/мм2
На обратной стороне испытуемого образца после измерения твердости не должно быть заметно следов деформации.
При выборе диаметра шарика D, нагрузки P, продолжительности выдержки под нагрузкой и минимальной толщины испытуемого образца следует руководствоваться таблицей "Выбор диаметра шарика и величины нагрузки в зависимости от твердости и толщины испытуемого образца."
