Метод Бринелля

По методу Бринелля о твердости металла судят по диаметру отпечатка d, полу-ченного при вдавливании в испытываемую поверхность стального закаленного шарика определенного диаметра D под нагрузкой Р в течение заданного времени (рисунок 1.1).

7

Рисунок 1.1 – Схема измерения твердости на твердомере Бринелля

• прибору прилагается комплект из трех шариков диаметром 10; 5 и 2,5 мм. Диа-метр шарика, необходимая нагрузка и время испытания выбирается в зависимости от толщины испытуемой пластины (так, чтобы не продавить её) и предполагаемой твер-дости материала. В таблице 1.1 приведены рекомендуемые режимы испытания твердо-сти.

Время выдержки под нагрузкой необходимо для того, чтобы исключить пластиче-скую деформацию отпечатка после удаления шарика из образца, и составляет:

для черных металлов - 10 с.;

для металлов средней твердости (медные сплавы) - 30 с.;

для мягких сплавов (подшипниковые сплавы, сплавы алюминия, пластмассы) – 60 с. Твердость по Бринеллю обозначается буквами НВ и определяется по формуле:

НВ		Р
		F

• 2 P

• D ( D  D 2  d 2 )

,

(1.1)

где Р – нагрузка, действующая на шарик, Н (кгс);

F –- площадь полученного отпечатка, м²;

D –- диаметр шарика, м (мм);

D – диаметр полученного отпечатка, м.

Порядок определения твердости на приборе Бринелля:

зачистить опорную и испытываемую поверхности, удалить ржавчину, окалину напильником, наждачной бумагой или на заточном станке;

установить деталь на плоский или призматический столик 6 в зависимости от кон-фигурации образца так, чтобы центр отпечатка располагался от края образца на расстоя-нии не менее 2,5 D, а от центра соседнего отпечатка - на расстояние 4 D (рисунок 1.2);

установить на прибор шарик 3 требуемого диаметра и создать нагрузку с помо-щью грузов 5;

вращая маховик 2, подвести образец вплотную к шарику. При этом создается предварительная нагрузка на шарик 980,7 Н (100 кгс) и выбираются люфты;

• помощью подвижного диска 7 установить время выдержки, предварительно освободив винт 8;

включить кнопкой 1 электродвигателя механизм нагружения. При достижении полной нагрузки загорается лампочка 4 на приборе. В этот момент зажимают винтом 8 диск 7 дат-чика времени. После выдержки нагрузка снимается, и электродвигатель автоматически от-

8

ключается;

вращением маховика 2 отпустить стол, снять образец;

• помощью микроскопа МПБ-2 со шкалой измерения, прилагаемого к твердоме-ру, измерить диаметр отпечатка в двух взаимно-перпендикулярных направлениях и подсчитать среднеарифметическое значение. Диаметр отпечатка должен находиться в пределах: 0,2D<d<0,6D. В противном случав испытание повторяют, используя шарик другого диаметра;

по средней величине диаметра отпечатка вычислить площадь полученного отпе-чатка и твердость образца по формуле 1.1;

Рисунок 1.2 – Схема твердомера Бринеля (ТШ):

I - кнопка включения; 2 - маховик; 3 - шарик; 4 - лампочка сигнальная;

5 - сменные грузы; 6 - столик; 7 - подвижный диск; 8 – винт

Обычно на практике значение твердости после испытания определяют по таблице

1.5.

Недостатки прибора: на приборе Бринелля можно испытывать материал твердостью до 450 НВ, т.е. незакаленные детали; нельзя измерять образцы толщиной менее 2 мм.; на поверхности детали после замера остаются крупные отпечатки.