Металлург

Твердость сталей

Площадь отпечатка может быть выражена через диаметр вдавливаемого шарика D и диаметр отпечатка d.

Полученное число твердости при прочих равных условиях определяется диаметром отпечатка d. Последний тем меньше, чем выше твердость испытуемого металла. Однако при вдавливании шарика на разную глубину, т.е. с разной нагрузкой для одного и того же материала, не соблюдается закон подобия между получаемыми диаметрами отпечатка. Наибольшие отклонения наблюдаются, если шарик вдавливается с малой нагрузкой и оставляет отпечаток небольшого диаметра или вдавливается с очень большой нагрузкой и оставляет отпечаток большого диаметра, приближающегося по величине к диаметру шарика. Поэтому твердость измеряют при постоянном соотношении между величиной нагрузки Р и квадратом диаметра шарика D2. Отношение Р/D2 (Р - нагрузка, кг; D - диаметр шарика, мм) обозначается буквой К и может равняться 30; 10; 2,5. Это соотношение должно быть различным для металлов разной твердости. Перед проведением испытаний на твердость выбирают диаметр шарика в зависимости от толщины испытуемого образца металла и нагрузку в зависимости от твердости металла.

При испытании стали и чугуна Р=30D2, меди, латуни, бронзы Р=10D2, алюминия, подшипниковых сплавов Р=2,5D2.

Измерение твердости вдавливанием стального шарика не является универсальным способом. Основной недостаток такого метода определения твердости - невозможность испытывать металлы, имеющие твердость более 450 НВ; измерять твердость тонкого поверхностного слоя (толщиной менее 1 - 2 мм). Чтобы при вдавливании шарика не происходило продавливания материала, толщина его должна быть не менее десятикратной глубины отпечатка.

Преимущества этого метода - простота, достаточная точность, минимальные требования к чистоте поверхности по сравнению с другими методами.