Способ определения твердости

 

Использование: в измерительной технике для оперативного контроля твердости, Сущность изобретения: способ заключается в том, что под действием удара внедряют конический индентор в образец и два эталона с известной статической твердостью, измеряют диаметры отпечатков на образце и эталонах, при этом удары производят с постоянной скоростью ударником постоянной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца, определяют приведенную илу контактного взаимодействия индентора и эталонов Fnp(HVi-HV2) di2/1-(di/d2)2, и определяют статическую твердость материала по формуле HV Fnp/d2 - AHV, где Fnp - приведенная сила контактного взаимодействия индентора и эталонов; HVi, HVa - статическая твердость эталонов, соответственно первого и второго; d, d, dj - Диаметры отпечатков на поверхности соответственно образца, первого эталона, второго эталона; Д НV - значение твердости материала, соответствующее разнице междустатической и динамической твердостями материала образца. 1 табл.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

НЧ пР Л НЧ

d2 (2) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4908616/28 (22) 07,02,91 (46) 15.04.93, Бюл. ¹ 14 (71) Волгоградский политехнический институт (72) Ю,И; Славский и М,M. Матлин (56) Авторское свидетельство СССР

¹280022,,кл,,G 01 N 3/48, 1968, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ (57) Использование; в измерительной технике для оперативного контроля твердости, Сущность изобретения: способ заключается в том, что под действием удара внедряют конический индентор в образец и два эталона с известной статической твердостью, измеряют диаметры отпечатков на образце и эталонах, при этом удары производят с постоянной скоростью ударником постоянной

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного контроля твердости материалов.

Цель изобретения — повышение точности определения твердости.

Сущностью изобретения является то(что согласно способу определения твердости, заключающемуся в том, что под действием удара внедряют, конический индентор в otipaзец и эталон с известной статической твер- достью, измеряют диаметры отпечатков на образце и эталоне, при этом используютдополнительный эталон с известной статической твердостью. удары производят с постоянной скоростью ударником постоянной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны Ы 1809364 А1 массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца, определяют приведенную илу контактного взаимодействия индентора и эталонов Fnp=(HV1 HV2)

d1 /1-(о1/d2), и определяют статическую твердость материала по формуле HV=F

- ЬНЧ, где Fnp — приведенная сила контактного взаимодействия индентора и эталонов;

HV>, НЧ2 — статическая твердость эталонов, соответственно первого и второго; d, d<, dq — диаметры отпечатков нэ поверхности соответственно образца, первого эталона, второго эталона; Л НЧ вЂ” значение твердости материала, соответствующее разнице между статической и динамической твердостями материала образца. 1 табл. упругим характеристикам образца, измеряют диаметр отпечатка на дополнительном эталоне, определяют приведенную силу контактного взаимодействия индентора и эталонов

Р p-(SV>-ÍV2) (1) от

-H и определяют статическую твердость материала по формуле

1809364 где Fnp — приведенная сила контактного взаимодействия индентора и эталонов;

HV>, НЧг — статическая твердость эталонов, соответственного первого и второго;

d, d1, бг — диаметры отпечатков на поверхности, соответственно образца, первого эталона, второго эталона, ЛНЧ вЂ” значение твердости материала, соответствующее разнице между статической и динамической твердостями материала образца, Отличительными признаками изобретения является то, что используют дополнительный эталон с известной статической твердостью, удары индентора производят с постоянной скоростью ударником постоянной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам-образца, измеря- 20 ют диаметр отпечатка на дополнительном эталоне, определяют приведенную силу контактного взаимодействия индентора и эталонов и определяют статическую твердость материала образца по предложенной 25 . формуле (2), Найденные новые взаимосвязи между параметрами удара, статической твердостью и упругими характеристиками материала характеризуются величиной 30 приведенной силы F>p контактного взаимодействия, уровень которой зависит от скорости и массы ударника, угла при вершине конического индентора, чувствительности материала к ударному приложению нагруз- 35 ки, Такое положение, дает возможность предварительно определив величину Fnp находить ее использованием статическую твердость испытуемого материала.

Способ реализуется следующим образом.

Выбирают два эталона с известными различными значениями статической твердости НЧ и НЧг; при этом упругие характеристики (модуль нормальной упругости и

45 коэффициент Пуассона} материала эталонов должны быть эквивалентны упругим характеристикам испытуемого материала образца. 50

Производят удар коническим индентором со стабильной скоростью ударником постоянной массы в два эталона и измеряют диаметры d< и бг отпечатков на поверхности эталонов. 55

Определяют приведенную силу F„p контактного взаимодействия конического индентора и эталонов по формуле (1}, а также значение твердости Л HV, учитывающее разницу между статической твердостью испытуемого материала по формуле

ЛНЧ= "="2 - НЧ1. (3)

d) о

При том же режиме внедряют конический индентор в поверхность образца и измеряют диаметр d отпечатка на испытуемой поверхности.

Определяют статическую твердость материала образца по формуле

HV= - - - ЛНЧ.

Fï

„г (4) HV= — — — 1334.

16573

Результаты представлены в таблице.

Там же приведены значения твердости, определенные по ГОСТ 2999 — 75 "Металлы".

Метод измерения твердости алмазной пирамидой по Виккерсу, принятому в качестПример. Определение твердости прово-, дили на деталях, изготовленных из различ- ных марок сталей, в качестве индентора использовали конус с углом при вершине

2 142, изготовленный из твердого сплава.

Ударное внедрение индентора прово- дили с помощью переносного твердомера ударного действия типа В ПИ-1 (1), в котором на шток ударника был установлен наконечник с коническим индентором.

Эталоны были изготовлены из стали 10 (НЧг=1087 Па) и стали ЗОХГСА (HV1=2713

МПа).

После внедрения индентора под действием удара в поверхности эталонов, измерили диаметры отпечатков на поверхности эталонов и установили, что бг=2,616 мм (на эталоне из стали 1О) и d1=2,016 мм (на эталоне из стали ЗОХГСА). Значение диаметров

d1 и d2 являются средними из 3-х — 4-х испытаний, По формулам (1) и (3) вычислили значение приведенной силы контактного взаимо- действия Fop=16573 Н и значение разницы между статической и динамической твердостью ЛНЧ=1334 МПа.

Затем при помощи твердомера ударно-: го действия внедряли индентор в поверхность деталей, изготовленных из различных марок сталей, измеряли диаметры d отпечатков и определяли твердость по формуле (2) с учетом найденных значений F p и Ь HV

1809364 о 1

1 (У)2

Fpp+HV1 НЧ ) Формула изобретения

Составитель M.Màòëèí

Техред M.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 1282 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ве эталонного способа. Как видно из таблицы, наибольшая ошибка определения твердости предлагаемым способом не превышает 4,5 .

Результаты экспериментальной проверки свидетельствуют о том, что предлагаемый способ определения твердости пригоден для практического использования.

Способ определения твердости материала, заключающийся в том, что действием удара внедряют конический индентор в образец и эталон с известной статической твердостью, измеряют диаметры отпечатков на образце и эталоне и определяют статическую твердость материала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, используют дополнительный эталон с известной статической твердостью, удары производят с постоянной скоростью ударником постоянной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца, измеряют диаметр отпечатка на дополнительном эталоне, определяют приведенную силу контактного взаимодействия . индентора и эталонов

10 и определяют статическую твердость материала по формуле

HV= — — Л HV, 15 —,р

p8 Fnp приведенная сила контактного взаимодействия индентора и эталонов;

HV>, HVg — статическая твердость эталонов, соответственно, первого и второго;

d, б, dg — диаметры отпечатков на поверхности соответственно, образца, первого эталона, второго эталона:

Л НЧ вЂ” значение твердости материала, соответствующее разнице между статической и динамической твердостями материала образца.