Испытание на твердость по Бринеллю для металлов

Опубликовано: Руководство по эксплуатации

Испытание на твердость по Бринеллю – это оптический метод испытания образцов с крупной или неоднородной зернистой структурой. Это лучший метод испытания для определения объемной или макротвердости материала, особенно материалов с неоднородной структурой.

Испытание на твердость по Бринеллю Оборудование для испытания твердости по Бринеллю

Разница между методом Виккерса и методом Бринелля заключается в том, что в методе Виккерса используется индентор пирамидальной формы, а в методе Бринелля – сферический индентор.

Методы испытания по Бринеллю определены в следующих стандартах

  • ASTM E10
  • ISO 6506
  • JIS Z 2243

Необходимое оборудование

  • Твердомер Бринелля RAB-250
  • Микроскоп Бринелля
  • Инденторы (шарик 2,5 мм и 5 мм)

    • Описание машины для испытания по Бринеллю

  • Твердомер Бринелля состоит из системы загрузки, главного винта и циферблатного манометра.
  • Система загрузки, состоящая из грузиков, рычагов, гидравлического толкателя и плунжерного механизма, заключена в чугунный корпус машины.
  • Главный винт также защищен от посторонних элементов резиновым сильфоном.
  • Он несет испытательный стол на своей верхней части для удержания образца и приводится в действие рукой на основании.
  • Машина оснащена двумя шариковыми инденторами (размером 2,5 мм и 5 мм) для передачи испытательной нагрузки на образец.

    • Теория и принцип испытания по Бринеллю

    Испытание заключается в том, что стальной шарик диаметром ‘D’ под нагрузкой ‘P’ в образец в течение известного времени и измерении среднего диаметра ‘d‘ отпечатка, оставшегося на поверхности после снятия нагрузки. Число твердости по Бринеллю (BHN) рассчитывается как отношение нагрузки (в кг-ф) к площади поверхности вдавливания (в мм2).

    Глубина вдавливания (h) определяется по формуле,

    изображение

    и, следовательно,

    изображение

    где,
    D = Диаметр шарика в мм
    P = приложенная нагрузка в кг-ф, и
    d = Диаметр вдавливания в мм.

    Испытательная нагрузка P, которая должна быть приложена, зависит от диаметра D индентора и материала образца. Для справки можно использовать таблицу. Поверхность для испытания должна быть обработана гладко и ровно. Толщина образца должна быть не менее чем в восемь раз больше глубины вдавливания.

    Процедура испытания

  • Поверхность образца для испытания должна быть обработана, отшлифована, притерта или отполирована.
  • Установите машину на необходимую ступень испытательной нагрузки.
  • Выберите используемый индентор и закрепите его на машине.
  • Поместите образец на испытательный стол и приложите к нему незначительную нагрузку 10 кг-ф, поворачивая маховик и устанавливая оба указателя циферблатного манометра в “заданное” положение.
  • Приложите к образцу основную нагрузку (оставшуюся часть испытательной нагрузки), повернув рычаг нагружения назад.
  • Поддерживайте нагрузку на образце точно в течение заданного времени выдержки (15 секунд), а затем снимите ее, повернув рычаг нагружения вперед.
  • Выньте образец и измерьте диаметр образовавшейся на нем вмятины с помощью микроскопа Бринелля.

    • Наблюдения и расчеты

    Наблюдения, сделанные во время испытания, записываются, как показано на рисунке ниже, а значение твердости по Бринеллю рассчитывается по приведенной выше формуле.

    Измерение по методу Бринелля Секция испытания по Бринеллю.

    Применение испытания на твердость по Бринеллю

  • Благодаря большому количеству доступных размеров шариков и нагрузок, с помощью метода Бринелля можно испытывать очень широкий диапазон значений твердости.
  • Поскольку при испытании по Бринеллю используются относительно высокие нагрузки и, следовательно, относительно большие отступы, его часто применяют для определения твердости материала, подвергшегося ковке или литью крупных деталей.

    • Читать далее: Испытание на твердость по Виккерсу

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: