RU1809364C

RU1809364C - Method of hardness determination

Info

Publication number: RU1809364C
Authority: RU
Inventors: Юрий Ильич Славский; Михаил Маркович Матлин
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1993-04-15

Abstract

Использование: в измерительной технике дл оперативного контрол твердости, Сущность изобретени : способ заключаетс в том, что под действием удара внедр ют конический индентор в образец и два эталона с известной статической твердостью, измер ют диаметры отпечатков на образце и эталонах, при этом удары производ т с посто нной скоростью ударником посто нной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца, определ ют приведенную илу контактного взаимодействи индентора и эталонов Fnp(HVi-HV2) di2/1-(di/d2)2, и определ ют статическую твердость материала по формуле HV Fnp/d2 - AHV, где Fnp - приведенна сила контактного взаимодействи индентора и эталонов; HVi, HVa - статическа твердость эталонов, соответственно первого и второго; d, d, dj - Диаметры отпечатков на поверхности соответственно образца, первого эталона, второго эталона; Д НV - значение твердости материала, соответствующее разнице междустатической и динамической твердост ми материала образца. 1 табл.Usage: in the measuring technique for the operational control of hardness, Summary of the invention: the method consists in the fact that under the influence of a blow a conical indenter is inserted into the sample and two standards with known static hardness, the diameters of the prints on the sample and standards are measured, and impacts are made with constant speed by a constant impact drummer, select standards whose elastic characteristics are equivalent to the elastic characteristics of the sample, determine the reduced silt of the contact interaction of the indenter, and this ones Fnp (HVi-HV2) di2 / 1- (di / d2) 2, and determining the static hardness of the material according to the formula HV Fnp / d2 - AHV, wherein Fnp - reacting the normalized contact force of the indenter and standards; HVi, HVa — static hardness of the standards, respectively, of the first and second; d, d, dj - The diameters of the prints on the surface, respectively, of the sample, the first standard, the second standard; D НV is the value of material hardness corresponding to the difference between the static and dynamic hardnesses of the sample material. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл оперативного контрол твердости материалов .The invention relates to measuring technique and can be used for operational control of the hardness of materials.

Цель изобретени - повышение точности определени твердости.The purpose of the invention is to increase the accuracy of hardness determination.

Сущностью изобретени вл етс согласно способу определени твердости, заключающемус в том, что под действием удара внедр ют, конический индентор в образец и эталон с известной статической твердостью , измер ют диаметры отпечатков на образце и эталоне, при этом используют дополнительный эталон с известной статической твердостью, удары производ т с посто нной скоростью ударником посто нной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентныThe essence of the invention is according to the method of determining hardness, which consists in the fact that under the influence of impact, a conical indenter is introduced into the sample and standard with known static hardness, the diameters of the prints on the sample and standard are measured, and an additional standard with known static hardness is used. impacts are carried out at a constant speed by a constant impact drummer, standards are selected whose elastic characteristics are equivalent

упругим характеристикам образца, измер ют диаметр отпечатка на дополнительном эталоне, определ ют приведенную силу контактного взаимодействи индентора и эталоновthe elastic characteristics of the sample, measure the diameter of the fingerprint on an additional standard, determine the reduced contact force of the indenter and the standards

соwith

ОABOUT

ЮYU

GO О 4GO O 4

Fnp(HVi-HV2)Fnp (HVi-HV2)

d2d2

1 fdl1 fdl

d)d)

и определ ют статическую твердость материала по формулеand determine the static hardness of the material by the formula

HVHv

FnFn

-AHV,-AHV,

(2)(2)

где Fnp - приведенна сила контактного взаимодействи индентора и эталонов;where Fnp is the reduced contact force of the indenter and the standards;

HVi, HV2 - статическа твердость эталонов , соответственного первого и второго;HVi, HV2 — static hardness of the standards corresponding to the first and second;

d, di, d2 - диаметры отпечатков на поверхности , соответственно образца, первого эталона, второго эталона,d, di, d2 - the diameters of the prints on the surface, respectively, of the sample, the first standard, the second standard,

AHV - значение твердости материала, соответствующее разнице между статической и динамической твердост ми материала образца.AHV is the material hardness value corresponding to the difference between the static and dynamic hardnesses of the sample material.

Отличительными признаками изобретени вл етс то, что используют дополнительный эталон с известной статической твердостью, удары индентора производ т с посто нной скоростью ударником посто нной массы, выбирают эталону, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца, измер ют диаметр отпечатка на дополнительном эталоне, определ ют приведенную силу контактного взаимодействи индентора и эталонов и определ ют статическую твердость материала образца по предложенной Формуле (2)..The distinguishing features of the invention are that they use an additional standard with known static hardness, indenter strikes are made at a constant speed by a constant impact drummer, choose a standard whose elastic characteristics are equivalent to the elastic characteristics of the sample, measure the diameter of the print on an additional standard, determine reduced contact force of the indenter and the standards and determine the static hardness of the sample material according to the proposed Formula (2) ..

Найденные новые взаимосв зи между параметрами удара, статической твердостью и упругими характеристиками материала характеризуютс величиной приведенной силы РПр контактного взаимодействи , уровень которой зависит от скорости и массы ударника, угла при вершине конического индентора, чувствительности материала к ударному приложению нагрузки . Такое положение, дает возможность предварительно определив величину Fnp находить ее использованием статическую твердость испытуемого материала.The new relationships found between the impact parameters, static hardness, and elastic characteristics of the material are characterized by the reduced contact force PPR, the level of which depends on the speed and mass of the impactor, the angle at the apex of the conical indenter, and the sensitivity of the material to impact loading. This position makes it possible to preliminarily determine the value of Fnp to find it using the static hardness of the test material.

Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.

Выбирают два эталона с известными различными значени ми статической твердости HVi и HVa; при этом упругие характеристики (модуль нормальной упругости и коэффициент Пуассона) материала эталонов должны быть эквивалентны упругим характеристикам испытуемого материала образца.Two standards are selected with known different values of static hardness HVi and HVa; in this case, the elastic characteristics (normal elastic modulus and Poisson's ratio) of the material of the standards should be equivalent to the elastic characteristics of the test material of the sample.

Производ т удар коническим инденто- ром со стабильной скоростью ударником посто нной массы в два эталона и измер ют диаметры di и d2 отпечатков на поверхности эталонов.A conical indenter is hit at a stable speed by a constant mass impactor of two standards and the diameters di and d2 of the prints on the surface of the standards are measured.

Определ ют приведенную силу РПр контактного взаимодействи конического индентора и эталонов по формуле (1), а также значение твердости Д HV, учитывающееThe reduced strength RPr of the contact interaction of the conical indenter and the standards is determined by the formula (1), as well as the hardness value D HV, taking into account

разницу между статической твердостью испытуемого материала по формулеthe difference between the static hardness of the test material according to the formula

ЛНУ - -HVi. d1LNU - -HVi. d1

(3)(3)

При том же режиме внедр ют конический индентор в поверхность образца и из- мер ют диаметр d отпечатка на испытуемой поверхности.In the same mode, a conical indenter is introduced into the surface of the sample and the diameter d of the imprint on the test surface is measured.

Определ ют статическую твердость материала образца по формулеDetermine the static hardness of the sample material by the formula

15fifteen

HV - - AMV. d2HV - - AMV. d2

(4)(4)

Пример. Определение твердости прово-j дили на детал х, изготовленных из различ-1 ных марок сталей, в качестве индентора использовали конус с углом при вершине 2 , изготовленный из твердого сплава.; Ударное внедрение индентора проводили с помощью переносного твердомера1 ударного действи типа ВПИ-1 (1), в котором на шток ударника был установлен наконечник с коническим индентором.Example. Hardness was determined on parts made of various steel grades; a cone with an angle at apex of 2 made of a hard alloy was used as an indenter .; The impact introduction of the indenter was carried out using a portable impact hardness meter 1 of the VPI-1 type (1), in which a tip with a conical indenter was installed on the hammer rod.

Эталоны были изготовлены из стали 10The standards were made of steel 10

( Па) и стали ЗОХГСА ( МПа).(Pa) and steel ZOHGSA (MPa).

После внедрени индентора под действием удара в поверхности эталонов, измерили диаметры отпечатков на поверхностиAfter the indenter was introduced under the influence of a shock in the surface of the standards, the diameters of the prints on the surface were measured

эталонов и установили, что ,616 мм (на эталоне из стали 10) и ,016 мм (на эталоне из стали ЗОХГСА). Значение диаметров di и d2 вл ютс средними из 3-х - 4-х испытаний .standards and found that, 616 mm (on a standard of steel 10) and 016 mm (on a standard of steel ZOHGSA). The diameters di and d2 are the average of 3 to 4 tests.

По формулам (1) и (3) вычислили значение приведенной силы контактного взаимо-1 действи Fnp 16573 H и значение разницы между статической и динамической твердостью АНУ 1334МПа.Using the formulas (1) and (3), we calculated the value of the reduced force of the contact mutual action of Fnp 16573 H and the value of the difference between the static and dynamic hardness of ANU 1334MPa.

Затем при помощи твердомера ударного действи внедр ли индентор в поверхность деталей, изготовленных из различных марок сталей, измер ли диаметры d отпечатков и определ ли твердость по формулеThen, using an impact hardness tester, an indenter was introduced into the surface of parts made of various steel grades, the diameters d of the prints were measured, and the hardness was determined by the formula

(2) с учетом найденных значений Fnp и A HV(2) taking into account the found values of Fnp and A HV

HVHv

16571 d216571 d2

1334.1334.

Результаты представлены в таблице. Там же приведены значени твердости, определенные по ГОСТ 2999-75 Металлы. Метод измерени твердости алмазной пирамидой по Виккерсу , прин тому в качестве эталонного способа. Как видно из таблицы , наибольша ошибка определени твердости предлагаемым способом не превышает 4,5%.The results are presented in the table. Hardness values determined in accordance with GOST 2999-75 Metals are also given there. A method for measuring hardness with a Vickers diamond pyramid, adopted as a reference method. As can be seen from the table, the greatest error in determining the hardness of the proposed method does not exceed 4.5%.

Результаты экспериментальной проверки свидетельствуют о том, что предлагаемый способ определени твердости пригоден дл практического использовани .The results of experimental verification indicate that the proposed method for determining hardness is suitable for practical use.

Ф о р м у л а и з о б р ете н и FORMULA AND ZOBRETE N and

Способ определени твердости материала , заключающийс в том, что действием удара внедр ют конический индентор в образец и эталон с известной статической твердостью, измер ют диаметры отпечатков на образце и эталоне и определ ют статическую твердость материала, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, используют дополнительный эталон с известной статической твердостью, удары производ т с посто нной скоростью ударником посто нной массы, выбирают эталоны, упругие характеристики которых эквивалентны упругим характеристикам образца , измер ют диаметр отпечатка на дополнительном эталоне, определ ют приведенную силу контактного взаимодействи индентора и эталоновA method for determining the hardness of a material, in which a conical indenter is inserted into the sample and standard with known static hardness by impact, the diameters of the prints on the sample and standard are measured, and the static hardness of the material is determined, characterized in that, in order to improve accuracy, use an additional standard with known static hardness, impacts are made at a constant speed by a constant impact drummer, choose standards whose elastic characteristics are equivalent to elastic characteristics sample diameter was measured fingerprint on a further benchmark, the reduced power is determined by the contact of the indenter and reacting etalons

FnP(HVi-HV2)FnP (HVi-HV2)

olol

Id2/Id2 /

1010

HV - -AHV, d2HV - -AHV, d2

т/ie Fnp- приведенна сила контактного взаимодействи индентора и эталонов;t / ie Fnp - reduced force of contact interaction of indenter and standards;

HVi, HV2 - статическа твердость эталонов , соответственно, первого и второго;HVi, HV2 — static hardness of the standards, respectively, of the first and second;

d, di, d2 - диаметры отпечатков на поверхности соответственно, образца, первого эталона, второго эталона;d, di, d2 are the diameters of the prints on the surface, respectively, of the sample, the first standard, the second standard;

A HV - значение твердости материала, соответствующее разнице между статической и динамической твердост ми материала образца.A HV is the material hardness value corresponding to the difference between the static and dynamic hardnesses of the sample material.