Главная > Физика > Сопротивление материалов (Работнов Ю.Н.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 74. Испытании на твердость.

Наряду с испытаниями на растяжение или сжатие материалы подвергают и иным видам испытаний с целью выявить те или иные свойства, важные для оценки прочности и технологических свойств. Особенно большое распространение из-за простоты и дешевизны получили испытания на твердость.

Наиболее употребительный метод испытания на твердость — это шариковая проба Бринелля. Шарик из твердой стали вдавливается заданной и точно известной силой в плоскую поверхность металлического образца. По удалении нагрузки на образце остается отпечаток, поверхность которого представляет собою шаровой сегмент. Измеряя диаметр оттиска и зная диаметр шарика, вычисляют поверхность сферического сегмента. Сила давления на шарик в килограммах, поделенная на площадь отпечатка в мм, называется числом твердости Бринелля.

Число Бринелля зависит от многих механических характеристик, так как процесс образования сферического отпечатка весьма сложен. Существует теория Вдавливания жесткого шарика в идеально пластический, то есть не упрочняющийся, материал (А. Ю. Ишлинский); для реальных же материалов такой теории не существует. Однако многочисленные опытные исследования установили коррелятивную, эмпирическую зависимость между числом Бринелля и временным сопротивлением:

Точность этой формулы ±10%.

Таким образом, если большая точность не нужна, то сравнительно сложные и дорогостоящие испытания на разрыв, требующие специальной машины, можно заменить простым испытанием на твердость.

Существуют и иные методы определения твердости. Для определения твердости по Роквеллу в металлический образец вдавливается алмазный конус и измеряется глубина отпечатка. Для определения твердости по Виккерсу в образец вдавливается алмазная пирамида и измеряется диагональ ромбоидального отпечатка. Числа твердости по Роквеллу и Виккерсу не имеют размерности и совершенно условны. Однако существуют эмпирические таблицы перевода чисел твердости, поэтому результаты испытаний разными методами сравнимы между собой.

Во многих случаях испытание на твердость можно производить на готовом изделии; небольшая вмятина от шарика, призмы или конуса обычно ничему не вредит. Таким образом, открывается возможность, например, контролировать правильность термической обработки стальных изделий и браковать те, которые отклоняются по твердости от установленной нормы.

Испытание на твердость в принципе может быть произведено и на очень малом участке поверхности металла. Существуют специальные приборы для измерения микротвердости. Принцип работы большинства из этих приборов состоит в том, что алмазная пирамида под небольшим давлением оставляет на поверхности чрезвычайно малый отпечаток, размеры которого измеряются с помощью измерительного микроскопа. Таким способом можно определить, например, твердость различных структурных составляющих сплавов.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление