Надо Знать

добавить знаний



Твердость



План:


Введение

Твердость ( англ. Hardness , фр. Duret? , нем. H?rte ) - Свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела.

По ГОСТ 2825-94: твердость - способность материала сопротивляться деформированию и разрушению под действием местных контактных усилий [1].

Твердым из известных материалов является ультратвердий фулерит (примерно в 1,17-1,52 раз тверже алмаз). Однако, этот материал доступен только в микроскопических количествах. Твердой из распространенных веществ является алмаз (10 единиц за шкале Мооса, см.. ниже).


1. Методы измерения твердости

Прибор для определения твердости по Виккерсу.
Фрагмент прибора для определения твердости по Виккерсу.

Для измерения твердости есть несколько шкал (методов измерения):

  • Метод Бринелля - твердость определяется по диаметру отпечатка, который оставляет металлический шарик, что втискивается на поверхность. Твердость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка (причем площадь отпечатка берется как площадь части сферы, а не как площадь круга); единицей жесткости служит кгс / мм ?. Твердость, определенная по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твердость, англ.), B - наименование шкалы.
  • Метод Роквелла - твердость определяется по глубине отпечатка металлического шарика или алмазного конуса на поверхности тестируемого материала. Твердость, определенная по этому методу, является безразмерной и обозначается HR, HRB, HRC и HRA; твердость вычисляется по формуле HR = 100 - kd, где d - глубина втискивание наконечника после снятия основной нагрузки, а k - коэффициент. Следовательно, бесконечной жесткости соответствует HR 100; мягкие материалы могут иметь отрицательные значения твердости.
  • Метод Виккерса - твердость определяется по величине отпечатка, оставленного четырехугольной алмазной пирамидкой, которая втискивается на поверхность. Твердость вычисляется как отношение усилия, приложенного к пирамидки, к площади отпечатка (причем площадь отпечатка берется как площадь части поверхности пирамиды, а не как площадь квадрата) единицей жесткости служит кгс / мм ?. Твердость, определенная по этому методу, обозначается HV.
  • Метод Шора :
    • Твердость по Шору (метод втискання) - твердость определяется по глубине проникновения в материал специальной закаленной стальной иглы ( индентора) под действием калиброванной пружины [2]. В этом методе измерительный прибор называется "дюрометр". Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульной материалов ( полимеров). Чаще всего используются шкалы A (для мягких материалов) или D (для твердых). Твердость, определенная этим методом, обозначается буквой типа шкалы, записывается после числа и с указанием названия метода. Например: "Твердость по Шору 80A".
    • Твердость по Шору (метод отскока) - метод определения твердости твердых (высокомодульных) материалов, преимущественно металлов, по высоте отскока стандартного драка (основная часть склероскопа - измерительного прибора для данного метода), падающего с определенной высоты [3]. Твердость по этому методу оценивается в условных единицах, пропорциональна высоте отскока. Основные шкалы - C и D. Твердость обозначается, соответственно, HSC и HSD (например, 85HSD) [4]
  • Метод Кузнецова - Герберта - Ребиндера - твердость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл.
  • Шкала Мооса - используется главным образом как индикатор твердости минералов, определяется по тому, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый, и какой материал из десятка стандартных царапается тестируемым.

Для инструментального определения твердости методом втискивание используются твердомеры. Большим плюсом твердости, как характеристики материала является то, что методы определения твердости не разрушающие исследуемый материал и не требуют много времени.


2. Примечания

  1. ДСТУ 2825-94 Расчеты и испытания на прочность. Термины и определения основных понятий.
  2. ГОСТ 24621-91 (ISO 868-85) Определение твёрдосты при вдавливании с помощью дюрометра (твёрдость по Шору).
  3. ГОСТ 23273-78 Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору).
  4. Новый Политехнический Словарь / Гл. ред. А. Ю. Ишлинский. - М: Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", 2000. - 671 с. - 15000 экз. - ISBN 5-85270-322-2

Литература

  • Дрозд М.С. Новое число твердости и константы Мейера для стали / / Заводская лаборатория. - 1960. - T.XXVI, N1. - C.90-93.
  • Бернштейн М. Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. - М.: Металлургия, 1979. - 495 с.
  • Гудков А., Славский Ю. Методы измерений твердости металлов и сплавов. Москва, "металургия", 1982, 168 c.
  • Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1989.
  • Асланян Э.Г., Козлов В.И., Кочин А.Н., Дмитриев А.П., Мироненко А.В. Совершенствование государственно эталона единиц твердости по шкалам Роквелла и Супер-Роквелла. - Методы и средства определения твердости материалов и изделий. Сб. материалов Всесоюзной н / т конференции. Иваново, 1990, с. 162.
  • Davis, JR (Ed.). (2002). Surface hardening of steels: Understanding the basics. Materials Park, OH: ASM International.
  • Revankar, G. (2003). Introduction to hardness testing. Mechanical testing and evaluation, ASM Online Vol. 8.
  • Колесников Ю.В., Морозов Е.М.Механика контактного разрушения. Изд.2, 2007. 224 с.
  • Chinn, RL (2009). Hardness, bearings, and the Rockwells. Advanced Materials & Processes, 167 (10), 29-31.

4. Нормативные документы

  • ГОСТ 8.062-85 "Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений твердости по шкалам Бринелля"
  • ГЭТ 33-85 "Государственный специальный эталон единиц твердости по шкалам Бринелля"
  • ГОСТ 24621-91 ( ISO 868-85) "Определение твёрдосты при вдавливании с помощью дюрометра (твёрдость по Шору)".
  • ГОСТ 263-75 "Резина. Метод определения твёрдосты по Шору А".
  • ГОСТ 23273-78 "Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору)".
  • ISO 2815 "Paints and varnishes - Buchholz indentation test".
  • DIN 53153 "Buchholz hardness".

См.. также



код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам