Устройство для определения микротвердости по глубине вдавливания индентора Советский патент 1985 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к технике испытаний материалов на твердость, в частности к устройствам, служащим для определения микротвердости образцов материалов по глубине вдавлива- 5 ния индентора.

Известен прибор для определения микротвердости по глубине вдавливания индентора, содержащий иидентор и нагружающее устройство, выполнен- tO нее в виде рычажной системы, каретки с грузом, установленной с возможностью перемещения вдоль рычага и привод каретки, состоящий из электровигателя, фрикционной передачи и 15 винтовой пары с поступательно переещающейся гайкой, несущей каретку flj.

Недостатком этого прибора является сложность конструкции и отсутствие средств, позволяющих проводить 20 исследование материалов в динамическом режиме.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для 25 определения микротвердости по глубине вдавливания индеятора, содержащее корпус, размещенный на нем стоик для исследуемого образца, индентор, механизм нагружения индентора, ЗО включающий закрепленную на корпусе емкость с нагружающей средой и с окном в дне и приемник нагружающей среы, связанный с индентором, оптический микроскоп, датчик перемещения jj индентора, датчик нагрузки и регистрирующую аппаратуру. В качестве нагружающей среды используется жидкостьпоступающая через дозатор в приемник, который воздействует на рычаг, Q связанный с индентором 2J .

Недостаток данного устройства заключается в том, что его механизм нагружения не позволяет проводить ис.следоваиие при динамически возростающем с заданнс й скоростью нагружения индентора.

Цель изобретения - проведение исследования при динамически возростающем с заданной скоростью нагружения индентора.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения микротвердости по глубине вдавливания индентора, содержащем корпус, 55 размещенный на нем столик для исследуемого образца, индентор, механизм нагружения индентора, включающий

закрепленную на корпусе емкость с нагружающей средой и с окном в дне и приемник нагружающей среды, связанный с индентором, оптический микроскоп, датчик перемещения индентора, датчик нагрузки и регистрирующую аппаратуру, в качестве нагружающей среды используются шарики-грузы, приемник выполнен съемным, у тановтген соосно индентору и имеет амортн затор для шариков-грузов, а устройство снабжено диском с приводом вращения в вертикальной плоскости, установленным под окном емкости и имеющим равномерно распределенные по образующей лунки, диаметр которых равен диаметру шариков-грузов, и направля|рщим лотком, верхний конец которого размещен.под диском, а нижний - над приемником.

Кроме того,для нагружения индентора периодической ударной нагрузкой устройство снабжено площадкой-отражателем, установленной под лотком под углом 45 относительно оси индентора и жестко связанной с последним.

На чертеже показано устройство для определения микротвердости по глубине вдавливания индентора, общий вид.

(..

Устройство содержит корпус 1, размещенный на нем столик 2 дяя исследуемого образца 3, индентор 4, механизм нагружения индентора, выполненный в виде емкости 5 с в дне, заполненной шариками-грузами 6, диска 7 с равномерно распределенными по образующей лунка 01, установленного под окном в емкости 5, привода 8 вращения диска, направляющего лотка 9, установленного под диском 7 на стойке 10 с возмржностыо поворота по углу, и съемного приемника 1t, установленного соосно индентору 4 и имеющего амортизатор для шариков-грузов 6, оптический микроскоп 12, датчик 13 перемещения индентора 4, датчик нагрузки, датчик времени и связанную с двумя последними регистрирующую аппаратуру (не показаны). Устройство содержит также площадкуотражатель 14, устанавливаемую на место съемного приемника 11 под углом 45°к оси индентора 4, ловушку 15 для отскакивающих от площадки-отражателя 14 шариков-грузов 6, и механизм 16 разгрузки индентора 4.

Устройство работает следующим образом.

Образец 3 помещают на предметный столик 2 под микроскоп 12 и выбирают объект исследования. Поворотом предметного столика 2 образец

3подводится под индентор 4. С включением привода 8 и одновременно датчи / 1са времени диск 7 начинает вращать ся и захватывать из емкости 5 в лунки по одному варику-грузу 6 и направлять их в лоток 9, скользя по которому шарики-грузы 6 попадают в приемник 11 с амрртизафорон. При этом происходит равкомернб-дисгкретиое нагружение индентора 4. По достижении заданной нагрузки на 4 включается механизм.16 разгрузки, в результате чего индентор 4 плавно поднимается, разгружая образец 3. Дина14ичсски возрастшощее нагружение индентора

4достигается за счет равномерно-дискрётйого падения шариков-грузов с заданной высоты относительно приемника 11. Высота падения шариков б рёгулируется изменением угла наклона лотка 9. Иамененйе скорости нагружения осуществляется путем замены диска 7 на аналогичнь, но имекиций другое количество лунок, а также за счет изменения веса шариков-грузов 6

При проведении исследования при п периодическсж ударнсж нагружении индентора 4 щясемншс 11 заменяется площадкой-отрокателен 14. Шарики-грузы 6, попадая на плоскость шкжад- ки 14, передшот импульс силы на индентор 4 и отскакивают в ловушку 15.

Благодаря регистрирующей аппаратуре результаты исследований представляются в виде диаграммы с коордататами нагрузка - деформащш или глубинХ вдавЛивания индентора, щжчем последняя регистрируется датчи1е | 13. По :шедующ.ая обработка ne M9H4iQdx результатов позволяет получить значение микротвердости образцов ,

Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства и способствует попучению дополнительньас фнзюсо-механических пара1метров исследуемых материалов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ ПО ГЛУБИНЕ ВДАВЖВАНИЯ ИНДЕНТОРА, содержащее корпус, размеценный на немстолик для исследуемого образца, индентор, неханизн нагружейия индентора, включшощнй закрепленную на корпусе емкость с нагружающей средой и с окном в дне и приемник нагружающей среды, связанный с индентором, оптический микроскоп, датчик перемещения индентора, датчик нагрузки и регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью проведения исследования при динамически возростающем с заданной скоростью нагружении индентора, в качестве нагружающей среда используются шарикигрузы, приемник выполнен съемным, установлен соосно индентору и имеет амортизатор для шариков-грузов, а устройство снабжено диском с приводом вращения в вертикальной плоскости, установленным под окном емкости и имеющим равномерно распределенные по образующей, лунки, диаметр которых равен диаметру шариков-грузов, и направляющим лотком, верхний конец которого размещен под диском, а нижний - над приемником. 2. Устройство по п. 1, отли4 чающееся тем, что для нагруже ел to ния индентора периодической ударной нагрузкой оно снабжено площадкой-от2J ражателем, установленной под лотком под углом 45 относительно оси индентора и жестко связанной с послед;ним.I