Независимая Экспертиза Волгоград

ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛА

---

• Измерение твердости резины
• Измерение твердости ножей (холодного оружия)
• Твердость стали: измерение, способы закалки
• Определение твердости полимеров, металлов и сплавов

---

Область исследования

• Контроль твердости трубопроводов, тонкостенных конструкций
• Металлообработка
• Кузнечное и сварочное производство
• Автосервис, авторемонт ( расточка двигателей, шлифовка коленвалов и т.д. )
• Измерение холодного оружия.
  
• Измерение твердости металла ножей ( клинка )
• Приемка / отпуск металлопродукции ( входной / выходной контроль )

1. Измерение твердости металла основных несущих элементов оборудования и их сварных соединений имеет целью проведение косвенной оценки прочностных характеристик металла и выявление элементов оборудования или отдельных его участков с явно выраженным отклонением прочностных характеристик от стандартных значений.

2. Конкретные участки поверхности и сварных соединений для замера твердости и их количество определяет эксперт, проводящий диагностирование, по результатам анализа материального исполнения и, как правило, производятся на участках, подготовленных для замера толщины стенки. При этом на каждом контролируемом участке должно быть сделано не менее 3-х замеров, а за результат принимается их среднеарифметическое значение или интервал значений.

3. Измерение твердости обязательно в каждом случае, когда возникает сомнение в соответствии примененного при ремонте или изготовлении металла предусмотренному конструкторской документацией, а также в случае воздействия на металл ( в результате нештатных ситуаций ) механических или тепловых нагрузок, превышающих допускаемые для данного материала.

При проверке твердости сварного соединения рекомендуется выполнить замеры твердости наплавленного металла шва и основного металла в околошовной зоне.

4. Измерение твердости рекомендуется производить неразрушающим методом с помощью переносных твердомеров, пригодных для проведения замеров на слабо искривленных поверхностях с учетом реальных толщин контролируемого оборудования. Подготовка поверхности должна производиться до класса чистоты, предусмотренной паспортом прибора.

При возникновении сомнений в полученных результатах рекомендуется произвести не менее двух дополнительных замеров на расстоянии 20-50 мм от точек, в которых получен неудовлетворительный результат.

При подтверждении полученных результатов рекомендуется расширить зону контроля с целью определения границ дефектного участка с твердостью, отличающейся от нормативной. Количество дополнительных замеров и их частоту определяет эксперт, проводящий диагностирование. Он же решает вопрос о необходимости и размерах вырезки контрольной пробы металла для его более детального исследования.

5. Места замеров твердости металла должны быть нанесены на схему сосуда ( аппарата ), а результаты приведены в таблице.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Усвоить понятие твердости, изучить сущность ее определения различными методами. Научиться самостоятельно измерять твердость наиболее распространенными методами.

ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

Приборы Бринелля и Роквелла, образцы из горячекатаной и термически упрочненной углеродистой стали и цветных сплавов, эталонные бруски известной твердости.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Под твердостью материала понимают его способность сопротивляться пластической или упругой деформации при внедрении в него более твердого тела ( индентора ).

Этот вид механических испытаний не связан с разрушением металла и, кроме того, в большинстве случаев не требует приготовления специальных образцов.

Все методы измерения твердости можно разделить на две группы в зависимости от вида движения индентора: статические методы и динамические. Наибольшее распространение получили статические методы определения твердости.

Статическим методом измерения твердости называется такой, при котором индентор медленно и непрерывно вдавливается в испытуемый металл с определенным усилием. К статическим методам относят следующие: измерение твердости по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу ( рис. 1 ).

Рис. 1. Схема определения твердости:
а) по Бринеллю; б) по Роквеллу; в) по Виккерсу

При динамическом испытании контролируется величина отскока испытательного инструмента от поверхности испытываемого образца. К динамическим методам относят следующие: твердость по Шору, по Польди.

ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ ПО БРИНЕЛЛЮ

Сущность метода заключается в том, что шарик ( стальной или из твердого сплава ) определенного диаметра под действием усилия, приложенного перпендикулярно поверхности образца, в течение определенного времени вдавливается в испытуемый металл ( рис. 1а ). Величину твердости по Бринеллю определяют исходя из измерений диаметра отпечатка после снятия усилия.

При измерении твердости по Бринеллю применяются шарики ( стальные или из твердого сплава ) диаметром 1,0; 2,0; 2,5; 5,0; 10,0 мм.

При твердости металлов менее 450 единиц для измерения твердости применяют стальные шарики или шарики из твердого сплава. При твердости металлов более 450 единиц - шарики из твердого сплава.

Величину твердости по Бринеллю рассчитывают как отношение усилия F, действующего на шарик, к площади поверхности сферического отпечатка А:

1  где НВ – твердость по Бринеллю при применении стального шарика;
( HBW твердость но Бринеллю при применении шарика из твердого сплава ), МПа (кгс);
F – усилие, действующее на шарик, Н (кгс);
А – площадь поверхности сферического отпечатка, мм²;
D – диаметр шарика, мм;
d – диаметр отпечатка, мм.

Одинаковые результаты измерения твердости при различных размерах шариков получаются только в том случае, если отношения усилия к квадратам диаметров шариков остаются постоянными. Исходя из этого, усилие на шарик необходимо подбирать по следующей формуле:

2 Диаметр шарика D и соответствующее усилие F выбирают таким образом, чтобы диаметр отпечатка находился в пределах:

3 Если отпечаток на образце получается меньше или больше допустимого значения d, то нужно увеличить или уменьшить усилие F и произвести испытание снова.
Коэффициент К имеет различное значение для металлов разных групп по твердости. Численное, же значение его должно быть таким, чтобы обеспечивалось выполнение требования, предъявляемого к размеру отпечатка (3).
Толщина образца должна не менее, чем в 8 раз превышать глубину отпечатка.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ
ТВЕРДОСТИ ПО БРИНЕЛЛЮ

Подготовка образца, выбор условий испытания, получение отпечатка, измерение отпечатка и определение числа твердости производится в строгом соответствии ГОСТ 9012-59 ( в редакции 1990 г. ). Необходимые для замера твердости значения выбираются из таблиц этого ГОСТа.
Значение К выбирают в зависимости от металла и его твердости в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Испытание твердости по Бринеллю

Усилие, F в зависимости от значения К и диаметра шарика D устанавливают в соответствии с табл. 1.
Рекомендуемое время выдержки образца под нагрузкой для сталей составляет 10 с, для цветных сплавов 30 с ( при K=10 и 30 ) или 60 с (при K=2.5).
Данные замеров занести в протокол.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
ПО РОКВЕЛЛУ

Шкалу испытания (А, В или С) и соответствующие ей условия испытания (вид наконечника, общее усилие) выбирают в зависимости от предполагаемого интервала твердости испытуемого материала по табл. 2.

Таблица 2

Выбор нагрузки и наконечника для испытания твердости по Роквеллу

Измерение твердости по Роквеллу осуществляется в строгом соответствии ГОСТ 9013-59. Данные замеров занести в протокол.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Название работы.
2. Цель работы.
3. Протокол испытаний твердости по методу Бринелля.
4. Протокол испытаний твердости по методу Роквелла.
5. Выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Что такое твердость?
2. Классификация методов измерения твердости.
3. Сущность измерения твердости по Бринеллю.
4. До какого значения твердости при испытании по Бринеллю используются стальные шарики?
5. Какого диаметра шарики используются при испытании на твердость по Бринеллю?
6. Из каких условии выбирается диаметр шарика при испытании на твердость по Бринеллю?
7. Пример записи твердости по Бринеллю?
8. Сущность измерения твердости по Роквеллу?
9. При замере какой твердости снимается отсчет показании по шкалам A, С, В?
10. Пример формы записи твердости по Роквеллу?

Вернуться: экспертиза изделий из металлов

Специалисты организации Независимая Экспертиза готовы помочь как физическим, так и юридическим лицам в определении различных видов оценки, экспертиз.

Если же после изучения этих разделов у Вас останутся нерешенные вопросы или же Вы захотите лично пообщаться с нашими специалистами или заказать измерение твердости металла , всю необходимую для этого информацию можно получить в разделе "Контакты".

С нетерпением ждем Вашего звонка и заранее благодарим за оказанное доверие

Вернуться: экспертиза

Измерение твердости металла проводится

г. Волгоград, ул. Иркутская, 7 (остановка ТЮЗ, отдельный вход с торца здания). 400074

Заключение «Независимой экспертизы» имеет статус официального документа доказательного значения и может быть использовано в суде.