Твердость по Бринеллю

В качестве индентора используют стальной шарик диаметром 2,5, 5 или 10 мм в зависимости от образца. Нагрузка Р выбирается в зависимости от диаметра шара и измеряемой твердости. Также задается время выдержки образца под давлением – 10 или 30 с. Полученный отпечаток измеряют и определяют HB (число твердости).

HB = P/M = 2P/pD²[1- √1-(d/D)²] или если d/D = sin j/2

HB = P/D² [2/ U[1-√ 1-sin² j/2]]

Шарик D, отпечаток – d, Р- нагрузка, М-площадь поверхности сферического отпечатка.

Метод не применяют для материалов с HB>250 из-за заметной деформации шарика из стали.

2. Метод Виккерса

С использованием алмазной четырехгранной пирамиды. Измеряют диагональ отпечатка.

В=P/M=(2Psina/2)/d1²=1.854P/d₁²

450HV10/15=P=10 кгс(98.1H) d1

Нагрузка Р составляет 5…100 кгс. Время t=15c.

Диагональ отпечатка d измеряется при помощи микроскопа, установленного на приборе.

Преимущество данного метода в том, что можно измерять твердость любых материалов, в том числе тонких изделий и поверхностные слои. Метод имеет высокая точность и чувствительность.

3. Метод Роквелла

Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рис. 7.1 б)

Индентор для мягких материалов (до НВ 230) – стальной шар диаметром d=1.6мм, для более твердых материалов – алмазный конус a=120°.

Нагружение осуществляется в два этапа. Сначала прикладывается предварительная нагрузка Р₀ (10 кгс/100 Н) для плотного соприкосновения наконечника с образцом. Затем прикладывается основная нагрузка Р₁, в течение некоторого времени действует общая рабочая нагрузка Р. После снятия основной нагрузки определяют значение твердости по глубине остаточного вдавливания наконечника h под нагрузкой Р₀.

В зависимости от природы материала используют три шкалы твердости

(табл. 7.1)

Измеряют глубину отпечатка

HR, A, C, (конус) B-(шар)

конус мелкие нагрузки для твердых материалов

50 HRC HRA (HRC) = 100-[(h-h0)/0.002] HRB,130 - ….

Трещиностойкость

Трещиностойкость – свойство материалов сопротивляться развитию трещин при воздействии

Трещины возникают как результат металлургии, так технологические.

Критическая трещиностойкость - критический коэффициент интенсивности напряжений в условиях плоской деформации в вершине трещины.