загрузка...
 
11.3 Інші способи визначення твердості
Повернутись до змісту

11.3 Інші способи визначення твердості

Твердість при дряпанні. При цьому методі поверхню випробовуваного матеріалу дряпають, як правило, алмазним вістрям. Багато мінералів, пластичних при вдавлюванні, дають при дряпанні крихке руйнування. Це свідчить про більшу жорсткість напруженого стану при дряпанні, ніж при вдавлюванні. Як правило, дряпання проводять алмазним конусом з кутом біля вершини 90° на спеціальному приладі. Останнім часом знайшло застосування, запропоноване В. К. Григоровичем, дряпання алмазною 136° пірамідою (ребром уперед) на приладі ПМТ-3 для випробування мікротвердості. Твердість дряпанням оцінюють за відношенням вертикального навантаження Р до проекції контактної площини, що відповідає середньому контактному тиску , де    d – ширина подряпини.

Точно виміряти ширину подряпини внаслідок нерізких її країв важко, тому доводиться вимірювати ширину великого числа подряпин на кожному зразку. Твердість при дряпанні характеризує вже не опір пластичної деформації, а опір руйнуванню, оскільки  при дряпанні відбувається місцеве руйнування. Встановлено, що твердість  при  дряпанні  тісно  пов'язана з опором зрізу. М. М. Давиденков виявив, що твердість при дряпанні Нц, обчислена як величина, обернена ширині подряпини при навантаженні на алмаз 50 г, найтісніше пов'язана з опором руйнуванню при розриві Sк. У більшості металів при дряпанні відбувається руйнування шляхом зрізу. Цим і пояснюються закономірності зміни Нц залежно від різних факторів: наприклад, від наклепу твердість НВ зростає, а твердість Нц не змінюється, що відповідає малій залежності від наклепу опору зрізу. Зі збільшенням твердості матеріалу твердість при дряпанні Нц зростає значно повільніше, ніж твердість при вдавлюванні НВ, що відповідає добре відомому збільшенню відношення НВ/tк і ?в/t? з підвищенням НВ і ?в.

По суті, дряпання є процесом «одиничного» різання, і тому є підстави чекати деякої аналогії в процесах дряпання під час лабораторних випробувань і при різанні металів. І дійсно, дослідження Е. Н. Маслова та інших показують як наближений зв'язок зусилля різання з істинним опором розриву Sк, так і дотичний характер руйнування (стружкоутворення) при різанні пластичних металів. Ураховуючи наявність стружки відриву під час різання, можна чекати, що і при дряпанні для крихких матеріалів можливе руйнування шляхом відриву.

Вимірювання твердості дряпанням раніше застосовувалося головним чином під час вивчення мінералів. Тим часом можливість визначення опору руйнуванню і пов'язаних із ним характеристик щодо випробувань дуже малої ділянки поверхні становить великий практичний інтерес і під час вивчення металів. У зв'язку з цим, а також у зв'язку з великим практичним значенням оцінки анізотропії сплавів останнім часом метод дряпання дістав поширення і для металів. Якщо дряпання проводити не конусом 90°, а тупішим наконечником, наприклад алмазною 136° пірамідою, то може відбуватися не руйнування, а зминання матеріалу з видавлюванням подряпини. У таких випадках не повинно бути принципової відмінності від твердості при вдавлюванні.

Пружний відскок кульки – твердість за Шором. При цьому способі критерієм твердості служить висота пружного відскоку бойка, вагою q, падаючого на плиту з певної висоти Н. Якщо робота удару бойка W0 = Нq, а робота відскоку бойка W1 = hq, то W = W0 – W1 = (H – h)q.

Чим  більше  W, тим  менша   твердість.  Випробування   проводять на спеціальних переносних приладах.

Шкала твердості в цих приладах НS вибрана умовно, так що висота відскоку бойка від поверхні дуже твердої загартованої на мартенсит високовуглецевої сталі прийнята за 100 одиниць. Як  правило,  прилади забезпечують еталонами для тарування. Зразки для випробування повинні бути або достатньо масивні – приблизно 2 кг і більше, або дуже жорстко затиснені в опорі, інакше можливі значні помилки. На тонкі зразки великий вплив може чинити твердість опори: чим твердіший матеріал опори, тим більш твердим здається випробовуваний матеріал. Це є одним з недоліків методу пружного відскоку. В ідеально пружного тіла вся робота повертається бойку, отже, Н = h; W = 0 і твердість максимальна. Чим нижчий опір пластичної деформації, тим більша поглинена матеріалом робота деформації, тобто менша твердість.



загрузка...