Определение твердости металлов и сплавов
Метод Бринелля
Данный метод заключается во вдавливании шарика, который изготавливается из стали или твёрдого сплава, в испытуемый объект с некоторой силой направленной перпендикулярно, и последующего измерения полученного диаметра отпечатка.
Твердость по Бринеллю имеет своё символьное обозначение:
НВ
– наносится в случае использования стального шарика;
HBW
– в данном случае применяется шарик из твёрдого сплава.
Перед буквенным обозначением указывается цифровое значение твёрдости, а после него диаметр шарика, значение силы воздействия и время выдержки, если она отлична от 10
до 15
секунд.
Примеры обозначений:
250 НВ 5/750 – твердость по Бринеллю 250
, использовался пяти миллиметровый стальной шарик, сила воздействия составляла 750 кгс
(7355 Н
). Продолжительность выдержки не указана, это означает, что она находится в пределах от 10
до 15
секунд;
575 HBW 2,5/187,5/30 – твердость по Бринеллю 575
, используется твердосплавный шарик с диаметром 2,5 мм
, приложенная сила равна 187,5 кгс
(1839 Н
) а выдержка составляет 30
секунд.
При силе 3000 кгс
(29420 Н
) приложенной твердосплавным или стальным десятимиллиметровым шариком к поверхности образца или изделия с выдержкой от десяти до пятнадцати секунд указывают только твёрдость и символы.
Пример: 190 НВ
, 600 HBW
.
Метод Виккерса
Данным методом твёрдость измеряется по средствам вдавливания алмазного наконечника с геометрической формой правильной четырехгранной пирамиды в испытуемый объект и последующим замером диагоналей получившегося отпечатка после его выведения.
Твердость по Виккерсу обозначают цифрами в зависимости от величины твердости и буквами HV
.
Пример обозначения:
450 HV
– твердость по Виккерсу соответствует значению 450
, приложенная сила 30 кгс
и время затраченное на выдержку 10
– 15
секунд.
220 HV
10
/40
– твердость по Виккерсу ровна значению 220
, сила ровна 98,07 Н
(10 кгс
), выдержка 40
секунд.
Примечание:
Общего точного перевода чисел твердости, измеренных алмазной пирамидой (по Виккерсу), на числа твердости по другим шкалам или на прочность при растяжении не существует. Поэтому следует избегать таких переводов, за исключением частных случаев, когда благодаря сравнительным испытаниям имеются основания для перевода.
Метод Роквелла
Данный метод основан на внедрение в поверхность тела алмазного конусного или стального сферического наконечника под действием двух последовательных сил с последующим определением глубины проникновения наконечника. Причём замер производится после отключения основной силы.
Обозначение твёрдости по Роквеллу наносится символами, HR
перед которыми указывается цифровое значение твердости, а после символ принадлежности к определённой шкале.
Пример: 24,8 HRC
– твердость по Роквеллу 24,8
единиц по шкале С
.
Для унификации измерений был введён специальный эталон для шкал твердости Роквелла и Супер-Роквелла (ГОСТ 8.064 – 94
), которые приведены в таблице ниже.
|
||
Диапазоны шкал твердости | ||
---|---|---|
Шкалы | Диапазоны измерений | |
Роквелла | А | 70 – 93 HRA |
В | 25 – 100 HRB | |
С | 20 – 67 HRC | |
Супер-Роквелла | N 15 | 70 – 94 HRN 15 |
N 30 | 40 – 86 HRN 30 | |
N 45 | 20 – 78 HRN 45 | |
Т 15 | 62 – 93 HRT 15 | |
Т 30 | 15 – 82 HRT 30 | |
Т45 | 10 – 72 HRT 45 |
В последующих таблицах приводятся приближенные соотношения между значениями твердости, выявленные различными методами.
Сравнение чисел твердости металлов и сплавов по различным шкалам |
|||
---|---|---|---|
Виккерс HV |
Бринелль НВ |
Роквелл HRB |
σB, МПа |
100 | 100 | 52,4 | 333 |
105 | 105 | 57,5 | 350 |
110 | 110 | 60,9 | 362 |
115 | 115 | 64,1 | 382 |
120 | 120 | 67,0 | 402 |
125 | 125 | 69,8 | 410 |
130 | 130 | 72,4 | 430 |
135 | 135 | 74,7 | 450 |
140 | 140 | 76,6 | 470 |
145 | 145 | 78,3 | 480 |
150 | 150 | 79,9 | 500 |
155 | 155 | 81,4 | 520 |
160 | 160 | 82,8 | 530 |
165 | 165 | 84,2 | 550 |
170 | 170 | 85,6 | 565 |
175 | 175 | 87,0 | 580 |
180 | 180 | 88,3 | 600 |
185 | 185 | 89,5 | 620 |
190 | 190 | 90,6 | 640 |
195 | 195 | 91,7 | 650 |
200 | 200 | 92,8 | 665 |
205 | 205 | 93,8 | 685 |
210 | 210 | 94,8 | 695 |
215 | 215 | 95,7 | 715 |
220 | 220 | 96,6 | 735 |
225 | 225 | 97,5 | 745 |
230 | 230 | 98,4 | 765 |
235 | 235 | 99,2 | 785 |
240 | 240 | 100,0 | 795 |
Виккерс HV |
Бринелль НВ |
Роквелл HRC |
σB, МПа |
---|---|---|---|
245 | 245 | 21,2 | 815 |
250 | 250 | 22,1 | 835 |
255 | 255 | 23,0 | 855 |
260 | 260 | 23,9 | 865 |
265 | 265 | 24,8 | 880 |
270 | 270 | 25,6 | 900 |
275 | 275 | 26,4 | 910 |
280 | 280 | 27,2 | 930 |
285 | 285 | 28,0 | 950 |
290 | 290 | 28,8 | 970 |
295 | 295 | 29,5 | 980 |
300 | 300 | 30,2 | 1000 |
310 | 310 | 31,6 | 1030 |
320 | 319 | 33,0 | 1060 |
330 | 328 | 34,2 | 1090 |
340 | 336 | 35,3 | 1120 |
350 | 344 | 36,3 | 1150 |
360 | 352 | 37,2 | 1180 |
370 | 360 | 38,1 | 1200 |
380 | 368 | 38,9 | 1230 |
390 | 376 | 39,7 | 1260 |
400 | 384 | 40,5 | 1290 |
410 | 392 | 41,3 | 1305 |
420 | 400 | 42,1 | 1335 |
430 | 408 | 42,9 | 1365 |
440 | 416 | 43,7 | 1385 |
450 | 425 | 44,5 | 1410 |
460 | 434 | 45,3 | 1440 |
470 | 443 | 46,1 | 1480 |
Виккерс HV |
Роквелл HRC |
---|---|
490 | 47,5 |
500 | 48,2 |
520 | 49,6 |
540 | 50,8 |
560 | 52 |
580 | 53,1 |
600 | 54,2 |
620 | 55,4 |
640 | 56,5 |
660 | 57,5 |
680 | 58,4 |
700 | 59,3 |
720 | 60,2 |
740 | 61,1 |
760 | 62,0 |
780 | 62,8 |
800 | 63,6 |
820 | 64,3 |
840 | 65,1 |
860 | 65,8 |
880 | 66,4 |
900 | 67,0 |
1114 | 69 |
1220 | 72 |