Рис. 2.3. Испытание Джомени:

а — образец для испытания; б — аппаратура для испытания.

плоскую часть его вдоль одной стороны шлифуют на глубину около 0.4 мм и проводят измерения твердости по длине образца. Важным моментом испытания Джомени является не то, что измеряется твердость в разных точках по длине образца, а то, что твердость определяется при различных скоростях охлаждения, так как каждой точке по длине образца соответствует своя скорость охлаждения (Рис. 2.4). Если скорости охлаждения известны в точках как на поверхности, так и внутри образца стали, то результаты испытания Джомени могут быть использованы для индикации твердости в этих точках.

Рис. 2.4. Скорости охлаждения на различных расстояниях от закаливаемого конца образца для испытания Джомени

Измерение твердости

Большинство обычных методов измерения твердости металлов включает стандартный индентор, вдавливаемый в поверхность материала. Измерения, связанные с углублением на поверхности, принимают как измерения твердости материалов, особенно металлов. Испытания Бринелля, Виккерса и Роквелла являются наиболее серьезными. (См. Испытания Бринелля, Виккерса и Роквелла в Гл. 1.)

Испытание Бринелля не может применяться к очень мягким или очень твердым материалам. В первом случае размер углубления будет равен диаметру шара, а во втором — углубления либо не будет, либо оно будет настолько малым, что невозможно будет провести на нем измерения. Если измерения не были эффективны при толщине испытуемого образца, то толщина материалов, подвергающихся испытанию, должна быть по крайней мере в десять раз больше углубления.

В испытании Виккерса употребляется алмазный резец, который прижимается к поверхности материала на время от 10 до 15 с. В результате образуется отпечаток квадратной формы. После снятия нагрузки и отвода резца от поверхности материала измеряются диагонали углубления для определения площади поверхности отпечатка. Число твердости по Виккерсу, указываемое как HV, получается при делении величины прикладываемой силы на площадь поверхности углубления. Площадь поверхности может быть рассчитана. Предполагается, что углубление имеет форму правильной пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине 136°. Это угол вершины алмазно го резца. При желании можно пользоваться таблицами отношения размеров диагоналей к площади.

Испытание Виккерса1 более точно по сравнению с испытанием Бринелля, так как диагонали квадрата измеряются с меньшей ошибкой, чем диаметр круга. С другой стороны, его применение имеет некоторые ограничения по сравнению с испытанием Бринелля.

В испытании Роквелла в качестве индентора употребляется алмазный конус или закаленный стальной шар. При контакте с поверхностью материала прикладывается сила давления индентора в 90.8 Н. Затем добавляется дополнительная сила и происходит увеличение проникновения индентора в глубь материала. После этого дополнительная сила снимается и уменьшается глубина проникновения индентора из-за не совсем пластической деформации материала. Определяется разность между конечной глубиной проникновения индентора в материал и глубиной до приложения дополнительной силы. Это остаточное увеличение в проникновении (е) индентора обусловлено дополнительной силой:

твердость = Е - е , где Е — константа, определяемая по форме индентора. Для конусного алмазного индентора Е = 100, для стального шара Е= 130.

Шкалы Роквелла даются для определенного индентора и прикладываемой дополнительной силы. В Табл. 2.1 приведены шкалы и типы используемых материалов, с которыми проводится испытание Роквелла. Что касается результатов испытания Роквелла, обозначаемых как HR, то шкала помечает их буквами при оценке. Шкалы В и С, как правило, применяются для металлов.


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒