ОбщиезнанияотносительноопределениятвердостипоБринеллю
Приметоде ис по та ани и по БринеллюинденторпредставляетсобойтвердосплавныйшарикдиаметромD = 10;5;2、5 или мм。Онвдавливаетсявобразецсусилиемиспытания(постандартуот1кгд3000ког)иудерживаетсятамвтечениеопределенноговремени。
Длярасчетат р ердост по Бринеллюизмеряютсядварасположенныевертикальнодругкдругудиаметраотпечатканаповерхностиобразца。Крометого,используютсяусилиеиспытаниявНидиаметрсферическогоиндентора。
ПроцессопределениятвердостипоБринеллюсогласноISO 6506
Приопределени т т ердост по Бринеллю,оптическомметоде,измеряютвеличинуотпечатка,оставляемогоиндентором。ВотличиеотаналогичногооптическогометодапоВиккерсу,прикоторомвобразецвдавливаетсяинденторвформепирамиды,приметодепоБринеллюиспользуетсясферическийиндентор。
Чемглубжеотпечаток,оставляемыйинденторомпоБринеллюсопределеннымдиаметромшарикаиприопределенномусилиииспытаниянаповерхностизаготовки(образца),теммягчеиспытываемыйматериал。
СогласностандартуISO 6506дляопределеният р ердост по Бринеллю(HBW)сферическийинденторизтвердогосплава(карбидвольфрама)сопределеннойнагрузкой(от1кгсд3000когс)вдавливаетсявобразец(заготовку)。
Расчет т р ердост по Бринеллю
Твердость по о БринеллюHBWопределяетсякакчастноеизприложенногоусилияиспытанияF(вньютонах(Н))иплощадиоставшегосяотпечатканаобразце(проекцииотпечатка)послесбросаусилияиспытания(см。формулуБринелля)．Длярасчетаплощадиоставшегосясферическогоотпечаткапривлекаетсясреднееарифметическодеdвухвертикальныхдиагоналейd1иd2(вмм),тк。основаниеотпечатковпоБринеллюзачастуюнеявляетсяточнокруглым。
Напрактикедляопределениязначениятвердостинедлякаждогоотдельногоиспытанияпроводитсярасчетпоформуле。Вкачествеальтернативызначениетвердостиможновзятьизтаблицилиспециальногопрограммногообеспечения,гдедлявсехнормативныхдиаметровшарикаииспытательныхнагрузокприводитсязначениетвердости,взависимостиотсреднегодиаметраотпечаткаd。
Усилиеиспытаниеследуетвыбиратьтакимобразом,чтобысреднийдиаметротпечаткаdсоставлялот0,24 dдо0,6 d。
Длясоблюденияэтихграницнеобходимосогласоватьдругсдругомусилиеиспытанияидиаметршарика。Наоснованииэтоговозникаютразличныестепенинагружения(ихтакженазываюткоэффициентынагрузки)впределахметодапоБринеллю,прикоторыхчастноеизусилияиспытанияиквадратадиаметрашарикаостаетсяпостоянным:B = 0102 * F / D2。Пятьактуальныхстепенейнагружения:1,2.5,5、10и30。Испытаниеодногоматериаласразличнымидиаметрамишарикаиусилиямииспытанияследуетпроводитьвпределаходнойстепенинагружениядлясходимостирезультатовизмерений(см。обзорнуютаблицу”МетодыиобластипримененияопределениятвердостипоБринеллю”)．
Диаметршарикаследуетвыбиратьтакимобразом,чтобыотпечатокохватывалкакможнобольшую——показательнуюдляобразца-областьматериала。
Испытательнуюнагрузкупостандарту(ISO 6506)следуетувеличиватьдоконечногозначениявтечениеминимумдвухимаксимумвосьмисекунд。Сроквоздействияиспытательнойнагрузкисоставляет,какправило,от10д15осекунд(сек。)。Приболеедлительномсрокевоздействияегоследуетдополнительноуказатьвсекундахвзначениитвердости,например:210 HBW 5/250/30(сроквоздействия30сек。)。
ПреимуществаинедостаткиопределениятвердостипоБринеллю
МетодопределениятвердостипоБринеллюпредлагаетследующиепреимущества:
- СпомощьюметодаБринелляможноиспытыватьдаженеоднородныематериалы(например,литыеизделия),тк。большойшарикзатрагиваетмногиекристаллы(различныесоставляющиеструктурыматериала)иобразуетмеханическоесреднеезначение。
- Навыборпредлагаютсяразнообразныеусилияиспытанияидиаметрышарикадлясамыхразныхиспытаний。
- Сравнительнобольшиеотпечатки,которыепрощеизмерятьвотличиеотнебольшихотпечатковпоВиккерсу。
- Поверхность об а а с с с с а а с ст т т шероховатой。
МетодопределениятвердостипоБринеллюобладаетследующиминедостатками:
- Необходимахорошаяструктураповерхностиобразца,тк。изм мерение отпе о атка проводит тс тс и из з ал но。Этоозначаетнеобходимостьподготовкиточкииспытания。
- Высокийрискдеформациииспытываемогоматериалаприиспытанияхвмакродиапазонесбольшойиспытательнойнагрузкой(например,HBW 10/3.000)исвязаннаясэтимопасностьпогрешностипопричинеобразованиявала。Поэтомуважнымявляетсяхорошееосвещениеотпечаткадлявозможностикорректногоанализа(например,спомощьюкольцевогосвета)。
- Ограниченноеприменениеметодадляоченьтвердыхматериаловиодновременнотонкихобразцов(см。минима ал н ни толщину об а а с с методе Бринелля)。
- Медленное по оведение и исп по та ани и о о с с а ан ени исметодомРоквелла)．Процессиспытаниядлитсяот30д60осекунд,причемздесьнеучитываетсявремянаподготовкуобразцов。
ПримерыметодовиобластейпримененияопределениятвердостипоБринеллю
Метод Бринелля подходит длопределениятвердости(отмягкихлегкиесплавы,свинец,олово)дотвердыхметаллов(стальичерныеметаллы)。
ИспытаниематериалапоБринеллюсразличнымидиаметрамишарикаиусилиямииспытанияследуетпроводитьвпределаходнойстепенинагружения(“ПроцессопределениятвердостипоБринеллю”),чтобыиметьвозможностьнапрямуюсравниватьдругсдругомизмеренныезначениятвердости。
Нижеприведенаобзорнаятаблица,группирующаяметодыБринелляпостепенинагружения,связанномуснейдиапазонутвердостиирекомендованнымобластямприменения(материалам)。Чемвышестепеньнагружения,темтвержеметаллы,которыеможно/следуетиспытыватьспомощьюметодоввпределахэтойстепенинагружения。Самаяактуальнаястепеньнагружения(коэффициентнагрузки)——HBW 30。СпомощьюметодовБринелля,относящихсякстепенинагруженияHBW 30日испытываюттвердыеметаллы(например,стальичермет)。
| Материал | Метод | Индентор | Усилие исп у тани f | Степеньнагружения 0,102 x F/D2 |
Диапазон т т с е дост hbw * |
| Сталь / ме е | HBW 1/30 | 1мм | 294年,2Н | 30. | 95 5 - 653 |
| HBW 2 5/187 5 | 2、5мм | 1839年кН | |||
| HBW 5/750 | 5мм | 7355年кН | |||
| HBW 10/3000 | 10мм | 29日,42кН | |||
| Легкийсплав мед / ал мини и медныйсплав алюминиевыйсплав |
HBW 1/10 | 1мм | 98年,07年Н | 10 | 31日,8 - 218 |
| HBW 2 5/62 5 | 2、5мм | 612年,9Н | |||
| HBW 5/250 | 5мм | 2452年кН | |||
| HBW 10/1000 | 10мм | 9807年кН | |||
| Легкийсплав мед / ал мини и медн и и р р сплав без термообработки |
HBW 1/5 | 1мм | 49岁的03Н | 5 | 15日9 - 109 |
| HBW 2, 5/31, 25岁 | 2、5мм | 306年,5Н | |||
| HBW 5/125 | 5мм | 1226年кН | |||
| HBW 10/500 | 10мм | 4903年кН | |||
| Легкиесплавы | HBW 1/2, 5 | 1мм | 24日,52Н | 2、5 | 7, 96 - 54岁,5 |
| HBW 2, 5/15,625 | 2、5мм | 153年,2Н | |||
| HBW 5/62, 5 | 5мм | 612年,9Н | |||
| HBW 10/250 | 10мм | 2452年кН | |||
| Легкиесплавы свинец / оло о о |
HBW 1/1 | 1мм | 9807年кН | 1 | 3号8 |
| HBW 2, 5/6, 25岁 | 2、5мм | 61年,29日Н | |||
| HBW 5/25 | 5мм | 245年,2Н | |||
| HBW 10/100 | 10мм | 980年,7Н | |||
| *рекомендованныйдиапазонтвердостипоEN ISO 6506 - 4,таблица2 | |||||
МинимальноерасстояниемеждуотпечаткамииминимальнаятолщинаобразцаприметодепоБринеллю
- ПриметодепоБринеллюотпечаткиследуетнаноситьтакимобразом,чтобыбылодостаточноерасстояниедокромкиобразца,атакжемеждуотдельнымиотпечатками。Минимальныезначения,которыепостандартуследуетсоблюдать,указанывграфике。
- Образецдолженобладатьтакойминимальнойтолщиной,чтобыотпечатокневызвалвизуальноразличимойдеформациинанижней(опорной)поверхностиобразца。Этоозначает,чтотолщинаобразцасогласностандартудолжнаминимумввосемьразпревышатьглубинувдавливанияшарика。Глубинувдавливанияможнопредположитьизожидаемогозначениятвердости,котороеопятьжезависитотсреднегодиаметраотпечатка。Такимобразомможновывестиминимальнуютолщинуобразца,взависимостиотсреднегодиаметраотпечаткаидиаметрашарикаинденторапоБринеллю。Нижеприведенаподробнаятаблица,вкоторойможнонайтисоответствующуюминимальнуютолщинуобразцапоБринеллю:
| Средний диаметротпечатка (мм) |
Минимальная толщина об с а а а (мм) | |||
| Диаметр а а ик ка (мм) | ||||
| 1，0 | 2、5 | 5．0 | 10 | |
| 0.2 | 0, 12 | |||
| 0, 3 | 0, 18 | |||
| 0, 4 | 0, 33 | |||
| 0、5 | 0, 54 | |||
| 0, 6 | 0, 80 | 0, 29 | ||
| 0、7 | 0, 40 | |||
| 0,8 | 0, 53 | |||
| 0、9 | 0, 67 | |||
| 1，0 | 0, 83 | |||
| 1, - 1 | 1, 02年 | |||
| 1、2 | 1、23 | 0, 58 | ||
| 1.3 | 1, 46岁 | 0, 69 | ||
| 1，4 | 72 | 0, 80 | ||
| 1、5 | 2, 00 | 0, 92 | ||
| 1．6 | 1日05 | |||
| 1、7 | 1日19 | |||
| 1, 8 | 1, 34 | |||
| 1、9 | 1、50 | |||
| 2、0 | 67 | |||
| 2、2 | 2, 04 | |||
| 2、4 | 2、45 | 1、17 | ||
| 2,6 | 2, 92 | 1、38 | ||
| 2.8 | 3, 43 | 1, 60 | ||
| 3, 0 | 4日00 | 84 | ||
| 3、2 | 2、10 | |||
| 3.4 | 2、38 | |||
| 3.6 | 2.68 | |||
| 3、8 | 3日00 | |||
| 4、0 | 3, 34 | |||
| 4.2 | 3, 70 | |||
| 4.4 | 4, 08年 | |||
| 4.6 | 4, 48 | |||
| 4.8 | 4, 91 | |||
| 5．0 | 5、36 | |||
| 5、2 | 83 | |||
| 5、4 | 6日,33 | |||
| 5.6 | 86 | |||
| 5.8 | 7日,42 | |||
| 6日0 | 8日00 | |||
