Методические указания. Твёрдость – это сопротивление, которое оказывает испытуемое тело при внедрении в него другого более твёрдого тела

Общие положения

Твёрдость – это сопротивление, которое оказывает испытуемое тело при внедрении в него другого более твёрдого тела. Статическим методом измерения твёрдости называется такой, при котором конус или шарик, изготовленный из твердого материала (индентор), непрерывно вдавливается в испытываемый материал с некоторой силой, не изменяющейся в процессе вдавливания. В результате возникает местная деформация материала, имеющая упругую и пластическую составляющие. Для определения твёрдости материала имеет значение лишь пластическая деформация. Значения твёрдости, определённые на одной и той же детали различными методами, могут отличаться. Поэтому значение твёрдости должно иметь ещё обозначение метода, по которому твёрдость определялась:

О методах определения твердости дополнительно можно прочитать в /1/.

Измерение твёрдости по Роквеллу в настоящей работе производится прибором ТК-2 по шкале С. В качестве индентора используется конус, выполненный из твёрдого материала, с углом 120⁰ при вершине. Твёрдость измеряют, вдавливая индентор в испытываемый материал, причём нагрузку прикладывают и снимают в две стадии. Значение твёрдости определяется разностью глубин проникновения индентора в материал под действием этих двух стадий нагружения. Твёрдость измеряется в произвольных HRC единицах, не имеющих размерности.

Методические указания

Изображение прибора показано на рисунке. После изучения настоящего описания прибор подключают к сети и включают тумблер 6. При этом должна загореться красная лампочка 4. Электродвигатель и механизм прибора позволяет плавно прикладывать нагрузку в течение 4 с.

Процесс измерения твёрдости по Роквеллу состоит в следующем. Выбрав образец для измерений, кладут его на измерительный стол и вращением барабана 3 совмещают нуль шкалы С (черная) с большой стрелкой индикатора 1. Сначала дают предварительную нагрузку. Для этого образец вместе со столиком, на котором он находится, путем ручного вращения винта по часовой стрелке поджимают к индентору с силой 10 кг.

Признаком указанной нагрузки является установление маленькой стрелки шкалы индикатора (поз. 2) на красной точке. При этом большая стрелка индикатора не должна отклоняться от нуля более чем на 5 делений. Если это отклонение больше, значит образец пружинит или индентор попал на неровность поверхности. При этом нужно опустить стол и начать испытание на новом месте. При отклонении большой стрелки при нагрузке 10 кг менее чем на 5 делений индикатор ставят на нуль путем вращения барабана 3. После этого дают основную нагрузку в 150 кГ путем нажатия клавиши 5. Под действием этой нагрузки индентор вдавливается в материал и стрелка индикатора передвигается на определённое число делений. Когда стрелка индикатора останавливается, основная нагрузка автоматически снимается и на индентор действует только предварительная нагрузка. Стрелка индикатора показывает теперь разность между глубиной вдавливания под действием основной нагрузки (после снятия этой нагрузки) и предварительной нагрузкой (при действии этой нагрузки). При измерении твердости по методу HRC шкала делится на 100 единиц твёрдости. Полная шкала соответствует разностному ходу индентора, равному 0,2 мм. Твёрдость испытуемого материала считывается непосредственно с индикатора прибора.

При решении вопроса о возможности проведения испытаний изделия следует учитывать состояние опорной поверхности этого изделия. Так как испытание основано на измерении глубины отпечатка, то точных результатов нельзя получить в тех случаях, когда опорная поверхность изделия вследствие неровностей, грубой обработки, окалины, заусенцев или других пороков не может плотно прилегать к опорному столу.

На приборе не разрешается испытывать:

а) неоднородные по структуре сплавы (например, чугун);

б) хрупкие изделия и изделия, имеющие на поверхности раковины, следы грубой обработки и другие дефекты;

в) изделия, которые могут пружинить или деформироваться под действием нагрузки);

г) изделия с толщиной менее чем восьмикратная глубина отпечатка;

д) криволинейные поверхности.