Способ определения твердости Советский патент 1991 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, в частности к способам определения твердости материалов при внедрении ин- дентора.

«

Целью изобретения является повышение точности определения твердости за счет упругих свойств материалов образца и индентора.

Способ реализуют следующим образом.

Измеряют упругие константы испытуемого материала образца (Е, jtlf) и индентора (Е2, |К2) . Если материалы образца и индентора заранее известны, то модули нормальной упругости Е и Е и коэффициенты Пуассона |У( и (Uz. можно определить по справочной таблице.«

Определяют динамический коэффициент твердости / испытуемого материала. При статическом вдавливании индентора коэффициент динамической твердости равен единице.

Внедряют конический индентор в поверхность испытуемого материала и измеряют (от уровня этой поверхности) глубину Ьн внедрения индентора под нагрузкой и глубину пй остаточного отпечатка. Эта операция может быть проведена на любом стационарном твердомере (прессе) или при помощи переносных твердомеров ударного действия типа ВПИ, дополнительно оборудованных устройством для измерения Ьн и he.

Определяют половинный угол при вершине остаточного отпечатка

со

W)

| -vj

arccos

cos У

Г31и1

Ч и среднее давление Н на поверхности

отпечатка

2 1

2г5 „

Ц| 2.1 л/1

,

ч

Е

Z.

tg

Ч пр

где тангенс приведенного половинного угла равен

т tLf 15

20

25

tstfnptgCf0

Определяют стандартную статическую твердость по Киккерсу испытуемого материала по известной зависимости

HV H-Kq,, где KQ.- коэффициент, описывающий

зависимость отношения HV/H от угла конуса 2(0 при вершине индентора,,

В частном случае, когда 2Ц 136 (индентор с таким углом наиболее часто используется для измерения твердости) Кц sinu sin 68 , формула принимает вид

HV H-sinCp H«sin68°.30

Пример. Определение твердости проводили на деталях, изготовленных из различных материалов: сталей, титана f латуни, алюминия.

В качесте индентора использовали 35 конус с углом при вершине 2(0 136, изготовленной из твердого сплава Упругие константы испытуемых материалов (К, Л) и материала индентора (E2,(U2) определяли по справочнику. 40

Динамический коэффициент твердости материала образца определяли по таблицам.

Внедрение конического индентора проводили при статическом нагруже- нии на прессе Бринелля или приборе Роквелла, при ударном - с помощью (ударного переносного твердомера типа ВПИ, дополнительно снабженных устройством для измерения Ьц и h0. Глубины внедрения h H и he измеряли с точностью 1 мкм. Определение Н, и tg ({ op провод ил и по формулам. Формула изобретения

Способ определения твердости, за- 55 кпючающийся в ток, что внедряют кони-

, 10

45

50.

15

20

649377.4

ческий индентор в поверхность испытуемого материала и измеряют глубину его внедрения под нагрузкой, о т л и- , чающийся тем, что, с целью повышения точности, в качесте испытуемого материала и материала индечг тора используют материалы с известными модулями нормальной упругости и коэф- 10 фициентами Пуассона, измеряют глубину остаточного отпечатка от уровня исходной поверхности испытуемого материала, определяют динамический коэффициент твердости испытуемого материала и половинный угол при вершине остаточного отпечатка

2 « cos

Рс

. arccos

1 +

hjL hA

и среднее давление на поверхности отпечатка

25

Н

-2л5

(л .ЧЧч

где Ср - половинный угол при вершине конического индентора;

Чп

Р

t&ff- , - ts

tRtfo

тангенс приведенного половинного угла в контакте конических поверхностей индентора и

Ьни h.

Е

0 - соответственно глубина внедрения индентора под нагрузкой и глубина остаточного отпечатка, измеренные от уровня исходной поверхности материала;

Н - среднее давление на поверх- ,2 , ности отпечатка;

- модуль нормальной упругости и коэффициент Пуассона (индексы 1 и 2 относятся к испытуемому материалу и индентору соответственно) , П - динамический коэффициент

твердости испытуемого материала ,

по которому судят о твердости по известной зависимостио

|И«

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, к способам определения твердости материалов. Цель изобретения - повышение точности определения твердости за счет учета упругих свойств материалов образца и индентора. Внедряют конический индентор в поверхность испытуемого материала, измеряют глубину его внедрения от уровня исходной поверхности под нагрузкой, глубину остаточного отпечатка, динамический коэффициент твердости испытуемого материала, упругие константы испытуемого материала и индентора, определяют половинный угол при вершине остаточного отпечатка и среднее давление на поверхности отпечатка, по которому судят о твердости по известной зависимости. i