Твердость по Бринеллю

Испытание на твердость по Бринелю проводится путем вдавливания стального закаленного шарика диаметром 10 мм, 5 мм или 2,5 мм под действием нагрузки, величина которой определяется толщиной образца и уровнем измеряемой твердости (табл.4.1). После снятия нагрузки на поверхности остается отпечаток, который измеряют с использованием особой лупы с делениями. Твердость определяется по формуле:

 

, (4.7)

 

где Р – усилие, действующее на шарик, кг;

S – площадь поверхности отпечатка, мм²;

D – диаметр шарика, мм;

d – диаметра отпечатка, мм;

НВ – твердость по Бринеллю.

Чтобы ускорить и упростить испытание для различных значений диаметра отпечатка d и нагрузки Р в специальных таблицах подсчитаны величины НВ.

Образец для испытания на твердость должен быть плоскопараллельным, очищенным от окалины и других загрязнений. С целью повышения точности измерений количество отпечатков должно быть не менее 2, каждый отпечаток промеряется в двух перпендикулярных направлениях, и результат определяется как среднеарифметический. При этом расстояние от края образца до центра отпечатка должно быть не менее 2,5d, а расстояние между отпечатками > 4d. Диаметры отпечатков должны находиться в пределах 0,2D < d < 0,6D.

Число твердости при стандартных условиях (шарик 10 мм, нагрузка 3000 кг, выдержка под нагрузкой 10 с) пишут так: НВ400 (твердость 400 единиц по Бринеллю). Если условия испытания другие, то обозначение твердости дополняется этими условиями. Например, НВ5/250/30-200 означает: число твердости 200 при испытании шариком 5 мм под нагрузкой 250 кг в течение 30 с.

 

Таблица 4.1. Условия испытания материалов по методу Бринелля

Мате-риал	Интервал твердости в числах Бринелля	Толщина испытуемого образца, мм	Соотношение между нагрузкой и диаметром шарика D	Диаметр шарика D, мм	Нагрузка Р, кг	Выдержка под нагрузкой, с
Черные металлы	140-450	от 6 до 3 от 4 до 2 менее 3	P=30D²	10,0 5,0 2,5	187,5
То же	<140	более 6 от 6 до 3 менее 3	P=10D²	10,0 5,0 2,5	62,5
Цветные металлы	>130	от 6 до 3 от 4 до 2 менее 2	P=30D²	10,0 5,0 2,5	187,5
То же	35-130	от 9 до 3 от 6 до 3 менее 3	P=10D²	10,0 5,0 2,5	62,5
То же	8-35	более 6 от 6 до 3 менее 3	P=2,5D²	10,0 5,0 2,5	62,5 15,6

 

Твердость испытываемых методом Бринелля материалов не должна превышать НВ450 во избежание деформирования стального шарика и искажения результатов испытания. Такими материалами являются цветные металлы и сплавы, а также сырые незакаленные стали и чугуны.