ТВЕРДОСТЬ. Твердость по Бринеллю, твёрдость по Виккерсу. Твердость по царапанию и методы измерения твёрдости

Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Строительная энциклопедия

Т

ТВЕРДОСТЬ

 

Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

— сопротивление твердого тела при местных контактных силовых воздействиях пластической деформации или хрупкому разрушению в поверхностном слое. Имеется неск. различных способов определения твердости и численная величина ее зависит от метода измерения.

Твердость по Бринеллю (Яв) определяется путем вдавливания в материал стального закаленного шарика диаметром 10,5 мм (иногда 5 или 2,5 мм) при действии нагрузки в течение 15—30 сек. Для черных металлов нагрузка Р принимается равной 30Z>2, для цветных металлов — 10D2, для мягких материалов — 2,5D2 (D — диаметр шарика). По величине диаметра отпечатка определяется численное значение Т. как частное от деления нагрузки на площадь поверхности отпечатка, причем радиус поверхности условно принимается равным радиусу шарика:

где Р — нагрузка, d — диаметр отпечатка, D — диаметр шарика. Если твердость материала больше 450 кг!мм2, стальной шарик заметно деформируется, вследствие чего увеличиваются погрешности измерения (при Нн = 600 кг!мм2 разброс значений твердости достигает ± 10%). Твердость по Бринеллю зависит от нагрузки, что создает трудности при сравнении величин, полученных в разных условиях.

Твердость по Роквеллу (Hrb) определяется также путем вдавливания шарика диаметром Vie'? но нагружение осуществляется в две стадии. Вначале прикладывается предварит. нагрузка (обычно 10 кг), а затем осн., чаще всего равная 90 кг или 120 кг. После выдержки в неск. сек осн. нагрузка снимается и определяется разность глубин, на к-рую проник шарик при приложении и последующем снятии осн. нагрузки. Величина твердости выражается в условных единицах.

В другом способе определения твердости по Роквеллу (Hrc) В материал вдавливается алмазный конус с углом при вершине 120° (иногда 90°) и радиусом закругления в вершине конуса 0,2 мм при действии суммарной нагрузки 150 кг.

Более удачным следует считать способ определения твердости по отпечатку от вдавливания в плоскую шлифованную поверхность материала алмазной четырехгранной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями (способ Виккерса). Этот способ позволяет замерять Т. в макро- и микрообъемах, что особенно удобно при измерении Т. тел после поверхностной обработки. Метод дает постоянные значения твердости в очень широком диапазоне изменения нагрузки, позволяет замерять твердость всех известных материалов и сравнительно просто переходить к другим единицам твёрдость по Виккерсу (Ну) определяется по формуле

По своей физич. природе твердость в зависимости от способа испытания характеризует упруго-пластические или прочностные свойства материала, к-рые отличаются от обычных показателей пластичности и прочности только методом их измерения (это обстоятельство иногда кладется в основу классификации методов измерения Т.; классификация не охватывает способы измерения Т. по высоте отскока шарика, на маятниковом копре и др.). Поэтому между величинами твердости и величинами прочности и пластичности, полученными при обычных испытаниях, существует взаимосвязь, к-рую можно выразить в нек-рых случаях довольно просто. Напр., для многих материалов справедлива зависимость аь = кНв, где аь — предел прочности, к — коэфф., равный для чугуна 0,15, малоуглеродистых сталей — 0,36, деформируемых алюминиевых сплавов — 0,38.

Для сталей в случае испытания конусом с углом 90° устойчиво соотношение а^, = =0,32 HRc —16. Для конструкционных и состаренных аустенитных сталей и дюралюминия, если их Т. не больше 175 кг!мм2 по Бринеллю, справедлива зависимость аГ)2= = 0,ЗЯо 2, где Н0 2 —условное напряжение при' вдавливании шарика диаметром 10 мм до образования остаточной лунки диаметром 0,9 мм. Для аустенитных несо- старенных закаленных сталей справедлива зависимость а0>2 = 0,235 Н0 2. Между величинами Т., полученными разными способами, может быть установлена связь.

Описанные выше способы имеют тот недостаток, что при помощи их можно определить твердость лишь в лабораторных условиях на образцах сравнительно небольших размеров. Однако часто необходимо знать Т. в др. условиях. Для этой цели можно пользоваться склероскопом Шора. Т. по Шору определяется при падении с определенной высоты бойка на образец и измеряется в условных единицах по высоте отскока бойка. Т. измеряется количеством работы, совершенной при ударе. Т. идеально упругого тела максимальна. Сравнивать твердость материалов, имеющих различные модули упругости, нельзя, т. к. величина совершенной работы зависит от модуля упругости материала. Поэтому прибор снабжается спец. тарировочными эталонами и дает удовлетворит, показания при сравнении одинаковых материалов в разных состояниях. Данный способ определения Т. не всегда точен, однако широко распространен благодаря своей простоте и сравнительно устойчивой зависимости между высотой отскока и твердость по Бринеллю (НB^7H0TCK0Ka).

Твердость по царапанию характеризует сопротивление разрушению и определяется путем царапания поверхности материала алмазным конусом с углом при вершине 90°, при определенной нагрузке. Характеристикой Т. обычно является величина, обратная ширине царапины, полученной при данной нагрузке. Т. к. царапины часто имеют нерезкие края, замер ширины необходимо производить на возможно большем числе царапин. При царапании происходит разрушение материала путем среза в поверхностном слое, что дает возможность установить закономерности между шириной царапины и сопротивлением срезу, сопротивлением разрушению при разрыве, усилием резания при механич. обработке. Для определения твердости по царапанию имеются спец. приборы.

В нек-рых случаях оказывается необходимым определение Т. по способности материалов шлифоваться, резаться, сверлиться в определенных условиях. Замер Т. при высоких температурах обычными методами приводит к значительным погрешностям из-за большой теплоотдачи, разогрева индентора, окисления поверхности. Поэтому такие испытания проводят на спец. установках. В этом случае надежные результаты дают испытания на маятниковом копре.

 

Лит.: Гогоберидзе, Твердость и методы ее измерения, [2 изд.], М.—Л., 1952; Бетанели А. И., Твердость сталей и твердых сплавов при повышенных температурах, М.,1958; Фридман Я. Б., Механические свойства металлов, 2 изд., М., 1952; Ройтман И. М., Фридман Я. Б., «Журнал техн. физики», 1949, т. 19, № 3; Справочник машиностроителя, 2 изд., т. 6, М., 1956.

 

 

 

Твердость металлов и минералов

На основании этих опытов получена такая таблица твердости разных металлов … 16. Д. Б. Твердость минералов. При испытании на Т., если не требуется особенной точности, проводят от руки...

 

МИКРОТВЕРДОСТЬ, испытания на микротвердость — сопротивление...

Изучение микротвердости редких и благородных металлов возможно на количествах, не достаточных для изготовления образца для испытания на обычную твердость.

 

...свойства строительных материалов. Закон Гука. прочностью, твердостью...

Твердость - свойство материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела. Твердость ряда строительных материалов (бетона, древесины, металлов, строительного раствора...

 

Шкала твердости Мооса

Твердость каменных материалов оценивают по шкале Мооса, состоящей из десяти минералов, расположенных по степени … Твердость металлов и пластмасс определяют вдавливанием стального шарика.

 

Механические свойства твердых тел - твердые и мягкие тела, вязкие и...

Причиной этих свойств во многом являются силы когезии между молекулами материала. ТВЕРДОСТЬ. Если материал может сопротивляться проникновению в него других тел, то он тверже, чем другие.

 

Свойства дерева, коробление древесины

Для различения пород деревьев используют текстуру, цвет и запах, а также ряд технических свойств, таких, как долговечность, плотность, твердость и прочность.

 

СТАЛЬ. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СТАЛИ твердость по Бринелю

Испытания металла производились упрощенным способом на изгиб в холодном состоянии и твердость. Этой стали присваивалась марка СтО.

 

СТРОЙМАТЕРИАЛЫ: Механические свойства стройматериалов

Твердость металла, бетона, пластмасс определяют вдавливанием в испытуемый образец под определенной нагрузкой и в течение определенного времени стандартного стального шарика.

 

ОЛОВЯНИСТАЯ БРОНЗА — сплав меди с оловом, твердость оловянистой...

При содержании фосфора более 0,3% появляется новая фаза — фосфиды (Си3Р). Фосфор сообщает жидко- текучесть, повышает прочность, твердость повышение антифрикционных св-в.

 

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ. Элементарная теория сопротивления...

Сопротивление материалов — наука о прочности и деформируемости элементов (деталей) сооружений, машин и механизмов. … деформацию. Твердость — способ. ность материалов сопротивляться проник.

 

К содержанию книги:  Энциклопедия строителя. Словарь строительных терминов

 

Последние добавления:

 

Кузнечно-штамповочное оборудование   Прокатное производство

Узнать стоимость написания