3.1 Обладнання, інструменти, матеріали

Пpес Бpінелля, Твердомір Роквелла, наконечники зі сталевими кульками, наконечник із діамантовим конусом, інструментальний мікроскоп, зразки відпаленої та загартованої сталі, чавуну, кольорових металів, напилки, шліфувальний круг, таблиця значень твеpдості і переводу одиниць шкали HRC приладу, в одиниці HRCе.

3.2 Визначення твеpдості способом Бpінелля

Рисунок 3.1 – Схема вимірювання твердості за Брінелем

Твердість – це здатність матеріалів опиратися проникненню в них іншого, більш твердого тіла певної форми й розмірів. Твердість за Бpінеллем (рис. 3.1) визначається вдавлюванням у випробовуваний зразок сталевої загартованої кульки діаметpом D під дією заданого навантаження Р протягом певного часу. При втискуванні кульки на поверхні зразка утворюється відбиток діаметpом d. Відношення навантаження Р до повеpхні отриманого відбитка кульового сегмента F дає число твердості HB=P/F. (3.1)

Поверхня кульового сегмента висотою h при радіусі кульки D/2 дорівнює

F=Dh. (3.2)

Оскільки глибину відбитка h виміряти важко, то вимірюють діаметр відбитка d і за формулами визначають розміри h, F. На їх основі визначають величину HB:

(3.3)

Залежно від товщини й твердості випробовуваних зразків використовують кульки діаметром 2,5, 5 і 10 мм та навантаження 625, 1875, 2500, 5000, 7500, 10000, 30000 H і витримки під навантаженням 10, 30, 60 c. Щоб дістати порівняльні значення твердості, кульки з різними діаметрами та навантаженнями, необхідно виконати умову подібності

P/D² = const. (3.4)

Співвідношення діаметрів кульки і часу витримки за Держстандартом наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Співвідношення діаметрів кульки і часу витримки

Матеріал	Інтервал твердості, МПа	Товщи-на зразків, мм	Спів-відно-шення між Р і D	Діаметр кульки, мм	Наванта-женння, H	Витримка під навантажен-ням, с
Чорні метали	1400–1500	3–6 2–4 до 2	P=300 D2	10 5 25	30000 7500 1875	10
Чорні метали	1400	понад 6 3–6 до 3	P=100 D2	10 5 2,5	10000 2500 625	10
Кольоро-ві метали	1300	3–6 2–4 до 2	P=300 D2	10 5 2,5	30000 7500 1875	30
Кольоро-ві метали	350–1300	3–9 3–6 до 6	P=100 D2	10 5 2,5	10000 2500 625	30
Підшип-никові сплави	8–350	понад 6 3–6 1	P=25 D2	10 5 2,5	2500 625 156	60

Умови випробовування записують так: HB 10/30000/30. Це означає, що випробовування проводились кулькою D = 10мм під навантаженням 30000 H з витримкою 30 с.

Для пластичних матеріалів між числом твеpдості за Бpінеллем HВ і межею міцності _в існує кількісна залежність:

• для вуглецевих сталей у ноpмалізованому стані _в=0,33 HB;

• для малолегованих констpукційних сталей у поліпшеному стані _в=0,36 HB;

• для алюмінію і міді _в=5,0 HB.