Что такое твёрдость? Назовите методы испытания на твёрдость

Твёрдость – свойство материала оказывать сопротивление контактной деформации или хрупкому разрушению при внедрении индентора в поверхность. Очевидно, что высокой твердостью должны располагать металлорежущие инструменты и поверхностноупрочненные детали. Наиболее широкое применение получили методы испытания на твёрдость Бриннеля, Виккерса, Роквелла.

По методу Бриннеля (рис. 1.13. а) в поверхность материала вдавливается твердосплавный шарик известного диаметра и под действием определенной нагрузки. После снятия нагрузки изменяется диаметр отпечатка и его глубина. Число твёрдости подсчитывается как отношение величины нагрузки к площади поверхности отпечатка. Метод Бриннеля не следует применять для материалов с очень большой твёрдостью, т.к. стальной шарик может деформироваться, и это внесёт погрешносить в результаты испытаний.

При испытании на твёрдость по методу Виккерса (рис. 1.13. в) производится вдавливание алмазной призмы (четырехгранная с углом при основании 136⁰), и после снятия нагрузки определяется диагональ отпечатка. Число твёрдости рассчитывается как отношение нагрузки к площади поверхности пирамидального отпечатка. Преимущество метода – могут быть испытаны материалы более высокой твёрдости из-за применения алмазной пирамиды.

При испытании на твёрдость по методу Роквелла (рис. 1.13. б) в испытуемую поверхность вдавливается алмазный конус. Согласно этому методу за условную меру твёрдости принимается глубина отпечатка. Предварительно глубина отпечатка измеряется при известных данных, индикатор градуируется, и за тем при последующих измерениях глубина отпечатка измеряется индикатором, сравнивается с известной, и таким образом отпадает необходимость в оптическом определении размеров отпечатков.

При каких нагружениях определяется ударная вязкость? Как она оценивается?

При динамическом нагружении в основном проводятся испытания на ударную вязкость. При этом определяется склонность материала к хрупкому разрушению. Испытания проводятся на маятниковых копрах (рис 1.10)

Важным критерием при испытании является вид излома. Если излом имеет кристаллический вид, блестящий – это хрупкий материал. А если излом волокнистый, матовый – это материал вязкий. Большинство разрушений деталей и конструкций происходит при т.н. циклическом нагружении.

Циклическое нагружение осуществляется повешенным неподвижным грузом при вращении консольно закрепленого образца (рис. 1.11).