Определение твердости.
Измерение твердости – максимально наглядный, легкий в реализации, потому распространенный метод получения сведений об основных потребительских свойствах металлов и сплавов. Результаты исследований позволяют оценить износоустойчивость образца и уровень его термомеханической подготовки. По итогам выбирают приоритетный способ металлообработки, прогнозируют поведение при эксплуатации, рассчитывают нормативную и предельную нагрузку.
Определение твердости по методике Бринелля – один из наиболее популярных способов исследования твердости металлических изделий, заготовок, деталей. Универсальный вариант практикуется в лабораториях и непосредственно на объектах. Полученные сведения используют разработчики проектов, а также службы контроля эксплуатируемых зданий, конструкций, сооружений.
Специфика исследований по Бринеллю.
Принцип изучения параметров твердости по Бринеллю заключается в получении выраженного в единицах значения сопротивляемости образца прилагаемому давящему усилию. Способность сопротивляться изучается при вдавливании индентора – тела из материала с более высокой твердостью, чем у исследуемого металла. Телом вдавливания для испытаний по методике Бринелля служит металлический шарик. Его диаметр варьирует в пределах 1-10 мм, размер зависит от габаритов образца и структурных связей изучаемого материала.
Испытания по технологии Бринелля проводятся для изучения твердости металлов, относимых к мягкой, средней и средне-твердой категории. По разработанной шведским инженером технологии, измерениям подлежат образцы, твердость которых не превышает 650 HV. Вдавливание в более твердые материалы приводит к деформации шарика и получению некорректных результатов. Для таких ситуаций применяют наконечник из технического алмаза.
Выбор индентора для испытаний задают предполагаемые прочностные характеристики исследуемого материала:
Для проведения испытаний на твердость любым из действующих методов, включая разработанный Бринеллем способ, образцы необходимо заранее тщательно подготовить. Выбранная для исследований часть конструкции или заготовки должна полноценно характеризовать материал. Недопустимо, чтобы физико-механические свойства металла или сплава предварительно изменялись посредством наклепа или нагрева.
Чтобы у результатов исследований была минимальная погрешность, поверхность образца должна быть абсолютно гладкой, избавленной от впадин, выпуклостей. Допускается микроскопическая шероховатость до 2,5 мкм.
Для проведения испытаний используют лабораторные или мобильные приборы, способные плавно нагнетать усилие до формирования в образце вдавленного отпечатка в виде сегмента сферы или полусферы. Промежуточные показатели получают путем деления величины приложенного усилия на диаметр отпечатка. Исследования проводят не менее 3-5 раз.
Сформированный вдавливанием отпечаток измеряют с помощью лупы или микроскопа с нанесенной шкалой Бринелля. Величину твердости определяют по таблицам из ГОСТа 9012-59 или из европейского нормативного стандарта ИСО 6506-2:2005. Итоговый параметр вычисляют как среднеарифметическое значение.
Аппараты и приспособления для изучения твердости по Бринеллю.
Чтобы получить сведения о твердости образца конструкции, стройматериала, детали, в изготовлении которых использованы металлы или их сплавы, потребуется:
- Твердомер. Для испытаний в лабораторных условиях используется настольный вариант измерительного оборудования, оснащенный электронным управляющим блоком и ж/к экраном. Большинство моделей для лабораторий снабжено вычислительными системами, которые автоматически производят расчеты и определяют показатели твердости в соответствии с действующими в РФ нормативными документами. Компактные портативные приборы предоставляют возможность получить информацию о твердости металлоконструкций и изделий на стройплощадках, эксплуатируемых объектах. Оба варианта работают по трем общепринятым в России и ЕС технологиям: Бринелля, Роквелла, Виккерса.
- Измерительные инструменты. Приспособления с высокоточной градуировкой необходимы для подготовки образцов с минимальной погрешностью по толщине, значение которой должны быть в 8-10 раз больше, чем диаметр вдавленного отпечатка. Для получения достоверных показаний между кромкой образца и центром сформированной полусферы должно быть минимум 2,5 см.
Выбрать устройства и приспособления для испытания металлических изделий, деталей и заготовок на твердость разработанным Бринеллем способом помогут компетентные менеджеры компании "ГОСТ".