ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ
613 — определения твердости при помощи качающегося маятника и др. Наиболее распространенным методом определения твердости для металлических сплавов является метод вдавливания
Рис. 13.
или отпечатка, а из методов вдавливания наиболее распространенным является испытание по методу Бринеля, по к-рому в поверхность испытуемого материала вдавливается определенной нагрузкой известного размера шарик.
Обычно для испытания берут стальной шарик диаметром в 10 или 5 мм и нагрузку на шарик для твердых металлов в 3.000 кг и для мягких металлов — в 500 кг. О твердости судят по диаметру остающегося после снятия нагрузки отпечатка в форме лунки. Согласно предложению Бринеля, характеристикой или числом твердости считают величину среднего давления в кг/мм2, приходящегося на единицу сферической поверхности отпечатка шарика.
Между твердостью, по Бринелю, и временным сопротивлением для ряда сплавов имеется довольно постоянное соотношение; Таким образом испытание на твердость может косвенно характеризовать и прочность материала; прессы Бринеля (рис. 14) относительно просты и не дороги. Все это делает испытание на твердость очень распространенным й показательным. На многих заводах качество каждой изготовленной детали контролируется испытанием на твердость. Число испытаний по Бринелю в сутки на всем земном шаре исчисляется миллионами. Все же испытание по Бринелю имеет свои недостатки, а именно: этим способом нельзя испытывать изделия, имеющие малую толщину, нельзя испытывать твердость близко от края изделия, при больших твердостях испытуемых материалов сам шарик чувствительно деформируется и даже повреждается. К числу недостатков прибора Бринеля Относят и то, что сферическая форма лунки несколько затрудняет точное измерение величины Диаметра отпечатка. В связи со всем этим был сконструирован целый ряд приборов, где чв качестве пенетратора, вдавливаемого в испытуемый материал, применяются стальные шарики значительно меньшего диаметра; или же меняют и форму и материал пенетратора, применяя например в качестве таковых алмазные пирамиды, рубиновые шарики и т. д. Из многочисленных приборов этого типа наибольшее распространение получили приборы системы Роквеля и Викерса.
В приборе Роквеля применяется шарик малого диаметра или алмазный конус. Число твердости отсчитывается прямо на циферблатеприбора. В приборе Викерса также применяется шарик диам. 1—2 мм или алмазная пирамида. Преимущество алмазной пирамиды состоит в том, что при помощи ее можно испытывать самые твердые сплавы, и кроме того величина диагонали ромбического отпечатка,, получающегося при испытании по Викерсу, измеряется с большей точностью, чем диаметр отпечатка по Бринелю. Для измерения размеров отпечатка прибор Викерса снабжен очень точным измерительным приспособлением. Кроме статического, т. е. медленного вдавливания пенетратора в испытуемый материал, применяются методы, в к-рых пенетратор оставляет отпечаток, ударяя с определенной силой по поверхности испытуемого металла.
Из этих приборов наиболее распространенными являются прибор с промежуточными эталонами (Полдихютте и др.), пружинный прибор Гравена, Баумана и др., шариковые вертикальные копры Вюста и Борденхауэра, Круппа, Николаева и др., шариковые копры с пружиной Шоппера и др. Приборы, основанные на принципе измерения высоты отскакивания падающего с определенной высоты бойка, дают числа твердости, часто несравнимые с числами твердости, полученными по методу вдавливания. Результаты испытания на твердость по методу отскакивания в значительной мере зависят от величины модуля упругости испытываемого материала. Наиболее распространенным прибором для определения твердости методом отскакивания является склероскоп Шора. Применение для определения твердости качающегося маятника, опирающегося через агатовую или стальную призму на испытываемую поверхность, было предложено и осуществлено еще Д. И. Менделеевым. За последнее десятилетие, после того, как Гербертом был сконструирован с той же целью маятник видоизмененной системы, способ этот получил широкое распространение.
Маятник Герберта представляет собою очень ценный прибор для определения твердости. П реимущества этого прибора следующие. Маятник может применяться при ничтожной площади и толщине испытуемого тела. Прибор оставляет Рис. 14. на поверхности образца отпечатки ничтожного размера, совершенно не портящие образца. Особенно пригоден он для определения поверхностной твердости, например при цементации стали, хромировании ит. д.
Недостатком прибора является кропотливость манипуляции с ним и необходимость самой тщательной работы. Это обстоятельство делает прибор Герберта не всегда удобным для работы в заводских условиях.
Испытание твердости методом царапания может производиться несколькими приемами.
По однрму из этих приемов пробуют твердость испытываемого тела, сравнивая ее с таковой для эталонов последовательно возрастающей твердости. Твердость тела при таком испыта20*
