Условия испытаний по Роквеллу
Метод Роквелла по сравнению с методом Бринелля имеет следующие преимущества:
Более широкие пределы измерения твердости.
Быстрота испытаний вследствие совмещения операций вдавливания наконечника и получения отсчета числа твердости.
Получение отпечатков малых размеров.
К числу недостатков относятся:
Несколько меньшая точность получаемых результатов вследствие меньшего объема материала, принимающего участие в зоне деформирования.
Необходимость более тщательной подготовки поверхности в месте отпечатка.
Определение твердости по Виккерсу
Наиболее совершенным методом определения твердости является метод Виккерса. Твердость по Виккерсу определяется вдавливанием в испытуемый металл правильной четырехгранной алмазной пирамиды (с углом между гранями 1360) под действием нагрузки Р, приложенной в течение определенного времени. После удаления нагрузки измеряются диагонали отпечатка d, оставшегося на образце.
Число твердости НV определяют путем деления нагрузки Р (Н) на площадь боковой поверхности (мм2) полученного пирамидального отпечатка:
НV = 1,854
,
где Р – нагрузка, Н;
d – среднее арифметическое обеих диагоналей после снятия нагрузки, мм.
Диагональ отпечатка измеряют специальным микроскопом и оптическим микрометром.
Практически число твердости НV находят с помощью специальных таблиц по величине измеренной диагонали отпечатка с учетом приложенной нагрузки.
Метод Виккерса обеспечивает высокую точность измерения. На приборе Виккерса можно проводить испытания, как мягких металлов, так и металлов высокой твердости, а также металлов весьма малых сечений (0,3…0,5 мм) и тонких поверхностных слоев, образующихся при цементации, азотировании, цианировании и др. (0,3…0,5 мм).
Поверхность испытуемого образца должна быть гладкой и чистой. Подготовку поверхности следует производить способом, не изменяющим твердости металла. Изменение может вызвать нагрев при шлифовании или наклепе.
Прибор целесообразно применять в тех случаях, когда изделие требует приложения нагрузок значительно меньше тех, которые употребляются при испытании по Роквеллу.
Определение твердости по методу Шора
Твердость по методу упругого отскока бойка (метод Шора) определяют в тех случаях, когда на поверхности контролируемого изделия не должно быть следов отпечатков прибора, например, при контроле твердости шеек коленчатых валов после закалки с применением нагрева токами высокой частоты.
Твердость оценивается по высоте отскока бойка прибора (h). За основу градуировки шкалы прибора взята закаленная инструментальная сталь, высота отскока бойка при испытании которой разделена на 100 единиц. Перевод значений твердости по отскоку бойка hот в единицы Бринелля может быть сделан по приближенной зависимости
НВ = 7 hот.
На высоту отскока существенное влияние оказывают упругие свойства материала. Сопоставлять результаты испытаний можно только для материалов, имеющих примерно равные модули упругости.