www.wikidata.uk-ua.nina.az

Випробування на твердість за Брінеллем спосіб визначення твердості матеріалів вдавлюванням на спеціальному приладі стале

Випробування на твердість за Брінеллем

Випробування на твердість за Брінеллем — спосіб визначення твердості матеріалів вдавлюванням на спеціальному приладі сталевої загартованої кульки (діаметром 10; 5 або 2,5 мм) в досліджуваний зразок під дією заданого навантаження протягом певного часу (10—30 с).

Схема випробування

Метод запропонував шведський інженер Юхан Брінелль (швед. Johan August Brinell) в 1900 році.

Методика проведення випробувань та розрахунку твердості Редагувати

Ручний твердомір Брінелля

Цей метод відноситься до способів оцінки твердості, що базуються на принципі вдавлювання індентера (полірованої загартованої сталевої кульки) в матеріал. Випробування проводиться таким чином: спочатку дають невелике попереднє навантаження для встановлення початкового положення індентера на зразку, потім додається основне навантаження, зразок витримують під дією навантаження протягом 10-30 с, вимірюється глибина вдавлювання, після чого основне навантаження знімається. При визначенні твердості за методом Брінелля, на відміну від методу Роквелла, вимірювання проводять до пружного відновлення матеріалу. Індентор вдавлюють в поверхню випробовуваного зразка (завтовшки не менше 4 мм) з регламентованим зусиллям.

У іншому варіанті зусилля збільшується до досягнення регламентованої глибини впровадження.

Твердість за Брінеллем HB розраховується як «прикладене навантаження», ділене на «площу поверхні відбитку»:

де  — прикладене навантаження, кПа;

або за формулою:

де  — глибина вдавлювання індентера.

Найпоширеніші діаметри кульки — 10, 5, 2,5 і 1 мм, навантаження — 187,5 кгс, 250 кгс, 500 кгс, 1 000 кгс і 3 000 кгс. Для вибору діаметра кульки зазвичай використовують наступне правило: діаметр відбитку повинен лежати в межах 0,2-0,7 діаметра кульки. У методиках ISO і ASTM об'єднані метод з однією кулькою і різними навантаженнями та метод із застосуванням різних кульок, а також дана формула обчислення твердості, не залежної від навантаження.

Для визначення твердості по методу Брінелля використовують твердоміри, як автоматичні, так і ручні.

Типові значення твердості для різних матеріалів Редагувати

Напівавтоматичний твердомір Брінелля

Переваги і недоліки Редагувати

Недоліки Редагувати

  • Метод можна застосовувати тільки для порівняно м'яких матеріалів через кінцеве значення твердості самого індентора. Як альтернатива можливе застосування кульок з карбіду вольфраму (WC).
  • Твердість за Брінеллем залежить від навантаження, оскільки зміна глибини втискування не пропорційна зміні площі відбитку.
  • При втискуванні по краях відбитку через витискування матеріалу утворюється "підвищення", що ускладнює вимір глибини відбитку.
  • Через великий розмір тіла вдавлювання (кульки) метод непридатний для тонких зразків матеріалу.

Переваги Редагувати

  • Знаючи твердість за Брінеллем, можна швидко знайти границю міцності і текучості матеріалу, що важливо для прикладних інженерних задач:

Для сталі

де — границя міцності.

де — границя текучості.

Для алюмінієвих сплавів

Для мідних сплавів

  • Так як метод Брінелля — один із найстаріших методів визначення твердості, накопичено багато технічної документації, де твердість матеріалів вказана за цим методом.

Нормативні документи Редагувати

  • International (ISO) and European (CEN) Standard
    • EN ISO 6506-1:2005: Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: test method
    • EN ISO 6506-2:2005: Metallic materials - Brinell hardness test - Part 2: verification and calibration of testing machine
    • EN ISO 6506-3:2005: Metallic materials - Brinell hardness test - Part 3: calibration of reference blocks
    • EN ISO 6506-4:2005: Metallic materials - Brinell hardness test - Part 4: Table of hardness values
  • US standard (ASTM International)
    • ASTM E10-08: Standard method for Brinell hardness of metallic materials.

Див. також Редагувати

Твердість
Метод Роквелла
Метод Віккерса
Шкала Мооса

Випробування на твердість за Кнупом

Джерела Редагувати

Посилання Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Viprobuvannya na tverdist za Brinellem sposib viznachennya tverdosti materialiv vdavlyuvannyam na specialnomu priladi stalevoyi zagartovanoyi kulki diametrom 10 5 abo 2 5 mm v doslidzhuvanij zrazok pid diyeyu zadanogo navantazhennya protyagom pevnogo chasu 10 30 s Shema viprobuvannyaMetod zaproponuvav shvedskij inzhener Yuhan Brinell shved Johan August Brinell v 1900 roci Zmist 1 Metodika provedennya viprobuvan ta rozrahunku tverdosti 2 Tipovi znachennya tverdosti dlya riznih materialiv 3 Perevagi i nedoliki 3 1 Nedoliki 3 2 Perevagi 4 Normativni dokumenti 5 Div takozh 6 Dzherela 7 PosilannyaMetodika provedennya viprobuvan ta rozrahunku tverdosti Redaguvati nbsp Ruchnij tverdomir BrinellyaCej metod vidnositsya do sposobiv ocinki tverdosti sho bazuyutsya na principi vdavlyuvannya indentera polirovanoyi zagartovanoyi stalevoyi kulki v material Viprobuvannya provoditsya takim chinom spochatku dayut nevelike poperednye navantazhennya dlya vstanovlennya pochatkovogo polozhennya indentera na zrazku potim dodayetsya osnovne navantazhennya zrazok vitrimuyut pid diyeyu navantazhennya protyagom 10 30 s vimiryuyetsya glibina vdavlyuvannya pislya chogo osnovne navantazhennya znimayetsya Pri viznachenni tverdosti za metodom Brinellya na vidminu vid metodu Rokvella vimiryuvannya provodyat do pruzhnogo vidnovlennya materialu Indentor vdavlyuyut v poverhnyu viprobovuvanogo zrazka zavtovshki ne menshe 4 mm z reglamentovanim zusillyam U inshomu varianti zusillya zbilshuyetsya do dosyagnennya reglamentovanoyi glibini vprovadzhennya Tverdist za Brinellem HB rozrahovuyetsya yak prikladene navantazhennya dilene na ploshu poverhni vidbitku HB P p D 2 D D 2 d 2 displaystyle mbox HB frac P frac pi D 2 left D sqrt D 2 d 2 right nbsp de P displaystyle P nbsp prikladene navantazhennya kPa D displaystyle D nbsp diametr kulki mm d displaystyle d nbsp diametr vidbitku mm abo za formuloyu HB P p D h displaystyle mbox HB frac P pi Dh nbsp de h displaystyle h nbsp glibina vdavlyuvannya indentera Najposhirenishi diametri kulki 10 5 2 5 i 1 mm navantazhennya 187 5 kgs 250 kgs 500 kgs 1 000 kgs i 3 000 kgs Dlya viboru diametra kulki zazvichaj vikoristovuyut nastupne pravilo diametr vidbitku povinen lezhati v mezhah 0 2 0 7 diametra kulki U metodikah ISO i ASTM ob yednani metod z odniyeyu kulkoyu i riznimi navantazhennyami ta metod iz zastosuvannyam riznih kulok a takozh dana formula obchislennya tverdosti ne zalezhnoyi vid navantazhennya Dlya viznachennya tverdosti po metodu Brinellya vikoristovuyut tverdomiri yak avtomatichni tak i ruchni Tipovi znachennya tverdosti dlya riznih materialiv Redaguvati nbsp Napivavtomatichnij tverdomir BrinellyaPerevagi i nedoliki RedaguvatiNedoliki Redaguvati Metod mozhna zastosovuvati tilki dlya porivnyano m yakih materialiv cherez kinceve znachennya tverdosti samogo indentora Yak alternativa mozhlive zastosuvannya kulok z karbidu volframu WC Tverdist za Brinellem zalezhit vid navantazhennya oskilki zmina glibini vtiskuvannya ne proporcijna zmini ploshi vidbitku Pri vtiskuvanni po krayah vidbitku cherez vitiskuvannya materialu utvoryuyetsya pidvishennya sho uskladnyuye vimir glibini vidbitku Cherez velikij rozmir tila vdavlyuvannya kulki metod nepridatnij dlya tonkih zrazkiv materialu Perevagi Redaguvati Znayuchi tverdist za Brinellem mozhna shvidko znajti granicyu micnosti i tekuchosti materialu sho vazhlivo dlya prikladnih inzhenernih zadach Dlya stali s B H B 3 k g f m m 2 10 H B 3 M P a displaystyle sigma mathrm B frac HB 3 frac kgf mm 2 frac 10HB 3 MPa nbsp de s B displaystyle sigma mathrm B nbsp granicya micnosti s T H B 6 k g f m m 2 10 H B 6 M P a displaystyle sigma T frac HB 6 frac kgf mm 2 frac 10HB 6 MPa nbsp de s T displaystyle sigma T nbsp granicya tekuchosti Dlya alyuminiyevih splaviv s B 0 362 H B k g f m m 2 3 62 H B M P a displaystyle sigma mathrm B 0 362 HB frac kgf mm 2 3 62 HB MPa nbsp Dlya midnih splaviv s B 0 26 H B k g f m m 2 2 6 H B M P a displaystyle sigma mathrm B 0 26 HB frac kgf mm 2 2 6 HB MPa nbsp Tak yak metod Brinellya odin iz najstarishih metodiv viznachennya tverdosti nakopicheno bagato tehnichnoyi dokumentaciyi de tverdist materialiv vkazana za cim metodom Normativni dokumenti RedaguvatiInternational ISO and European CEN Standard EN ISO 6506 1 2005 Metallic materials Brinell hardness test Part 1 test method EN ISO 6506 2 2005 Metallic materials Brinell hardness test Part 2 verification and calibration of testing machine EN ISO 6506 3 2005 Metallic materials Brinell hardness test Part 3 calibration of reference blocks EN ISO 6506 4 2005 Metallic materials Brinell hardness test Part 4 Table of hardness values US standard ASTM International ASTM E10 08 Standard method for Brinell hardness of metallic materials Div takozh RedaguvatiTverdistMetod RokvellaMetod VikkersaShkala MoosaViprobuvannya na tverdist za KnupomDzherela RedaguvatiUkrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Posilannya RedaguvatiBrinellya metod Terminologichnij slovnik dovidnik z budivnictva ta arhitekturi R A Shmig V M Boyarchuk I M Dobryanskij V M Barabash za zag red R A Shmiga Lviv 2010 S 38 ISBN 978 966 7407 83 4 Rockwell to Brinell conversion chart Arhivovano 10 lipnya 2011 u Wayback Machine Struers hardness conversion table Arhivovano 16 lipnya 2011 u Wayback Machine Brinell Hardness HB conversion chart Martin Oberg Johan August Brinell Inventor of the Brinell test and a pioneer in the metallurgical research of the properties of steel and iron Arhivovano 13 serpnya 2013 u Wayback Machine angl Johan August Brinell US 976145 A Method of treating steel and iron ingots Arhivovano 4 bereznya 2016 u Wayback Machine Patentdl Nov 22 1910 angl Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Viprobuvannya na tverdist za Brinellem amp oldid 39641406