Визначення твердості стали - матеріали і властивості

Твердість стали - це здатність її чинити опір проникненню в неї іншого матеріалу, більш твердого.

Існує кілька методів визначення твердості:

Найпоширеніший метод, розроблений Л. Брінель. Цей метод полягає в тому, що в попередньо відшліфовану поверхню дослідного зразка вдавлюється сталевий загартований кульку під певним навантаженням. По діаметру отриманого на зразку відбитка визначають твердість сталі.

Прилад (рис. 1) складається з станини 1 з підйомним гвинтом 2, на якому за допомогою опори закріплений столик 3 для досвідчених зразків.

У голівці приладу 5 розміщується шпиндель 4, в який вставляють наконечники зі сталевими кульками різного діаметру. Шпиндель спирається на пружину 6.

За допомогою важелів 7 і 8 і шатуна 11, закріпленого на осі 9, подають навантаження на шпиндель. На вільному кінці важеля 8 є підвіска 10 для установки на ній вантажу.

Електродвигун, який розміщений на станині збоку, призводить в рух шатун 11. Він опускається, поступово звільняючи важіль 8.

Вантаж опускається також, у зв'язку з чим сила тиску на шпиндель 4 і на зразок рівномірно зростає.

Через проміжок часу шатун 11 піднімається, підхоплює важіль 8, повертаючи його в початкове положення, і знімає навантаження з шпинделя. У цей момент електродвигун відключається.

Сталеві загартовані кульки, які використовуються для визначення твердості стали, мають діаметр 10 мм. Через них передається навантаження до 30 кН, і кульки витримують це навантаження протягом 30 с.

Рісуснок 1. Схема кульового твердоміра ТШ

Відбиток на зразку вимірюють за допомогою мікроскопа з точністю до 0,05 мм в двох взаємно перпендикулярних напрямках і за кінцевий результат приймають середньоарифметичне значення.

Значення діаметра повинно бути в межах:

Де D - діаметр кульки, мм; d - діаметр відбитка, мм.

Твердість, МПа, визначають за формулою:

Де р - навантаження на кульку, Н;

D - діаметр кульки, мм; d - діаметр відбитка, мм.