СТАЛЬ

ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ
МЕТОДОМ УДАРНОГО ОТПЕЧАТКА

 

ГОСТ 18661-73

 

 

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

МОСКВА - 1973

 

РАЗРАБОТАН Волгоградским политехническим институтом

Ректор института Хардин А.Г.

Руководитель темы Дрозд М.С.

Ответственный исполнитель Славский Ю.И.

ВНЕСЕН Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР

Зам. министра Лебедев А.Г.

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ

Отделом металлургии Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР

Начальник отдела Федин Б.В.

Отделом металлургии Всесоюзного научно-исследовательского института стандартизации (ВНИИС)

Зав. отделом Степанов А.В.

Инженер Александрова Е.А.

УТВЕРЖДЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР 23 февраля 1973 г. (протокол № 18)

Зам. председателя отраслевой научно-технической комиссии Бергман В.П.

Члены комиссии: Доляков В.Г., Климов Г.Н., Федин Б.В., Баранов Н.Н., Герасимов Н.Н.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР 27 апреля 1973 г. № 1062

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27 апреля 1973 г. № 1062 срок действия установлен

с 01.01.1974 г.

до 01.01.1979 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на стали и устанавливает измерение сравнительной твердости при температуре от минус 10 до плюс 50 °С методом ударного отпечатка. Метод основан на внедрении в поверхности контрольного бруска и испытуемого образца (объекта) твердосплавного конического индентора (для испытания стали с твердостью £ HV 850) или стального шара (для испытания стали с твердостью £ НВ 350).

1. ОБОРУДОВАНИЕ

1.1. Измерение сравнительной твердости стали по Виккерсу, Бринеллю и пластической твердости осуществляется посредством переносных твердомеров ударного действия с энергией удара от 0,03 до 2,5 кгм (для конического индентора) и от 0,03 до 0,7 кгм (для шарового индентора) и при начальной скорости удара (скорость встречи ударника прибора с бойком) от 1 до 5 м/с.

1.2. Измерение диаметров ударных отпечатков конического индентора на испытуемой поверхности и поверхности контрольного бруска должно осуществляться с помощью отсчетного оптического микроскопа, погрешность которого не должна превышать ±0,01 мм на одно наименьшее деление шкалы.

1.3. Измерение диаметров ударных отпечатков шарика на испытуемой поверхности и поверхности контрольного бруска должно осуществляться с помощью отсчетного оптического микроскопа, погрешность которого не должна превышать ±0,05 мм на одно наименьшее деление шкалы.

1.4. Измерение глубины отпечатков шарика на испытуемой поверхности и поверхности контрольного бруска должно осуществляться индикаторным глубиномером с ценой деления 0,01 мм.

1.5. Применяемые при измерении сравнительной твердости по Бринеллю и пластической твердости стальные шарики должны соответствовать следующим требованиям:

а) материал для шариков - термически обработанная сталь с твердостью не менее HV 850;

б) диаметры шариков - 5 и 10 мм;

в) предельные отклонения по диаметру шарика - по ГОСТ 3722-60;

г) поверхность шарика должна быть не ниже 12-го класса чистоты по ГОСТ 2789-59 и не иметь пороков, видимых с помощью лупы при 5-кратном увеличении.

1.6. Применяемый при измерении сравнительной твердости по Виккерсу двусторонний или односторонний конус из твердого сплава должен иметь образующие углы = 136 ± 10° при вершинах и закругленные вершины с радиусом сферы не более 0,2 мм.

1.7. Поверхности конусов на протяжении 0,3 мм от вершины, считая по его оси, должны быть тщательно отполированы и свободны от трещин и других пороков, видимых с помощью лупы при 30-кратном увеличении.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. При измерении твердости на криволинейных поверхностях радиус кривизны их в месте нанесения отпечатков должен быть не менее 5 мм.

2.2. Минимальная толщина испытуемого образца или слоя должна быть больше диаметра отпечатка в 1,2 раза.

2.3. При испытаниях приборами с двусторонним конусом применяются стальные контрольные бруски сечением 4,5´4,5 мм любой твердости в интервале HV 100 - 320.

2.4. Расстояние между центром отпечатка и краем образца (объекта) и контрольного бруска или краем соседнего отпечатка должно быть не менее 2,5 диаметра отпечатка.

2.5. Поверхность испытуемого образца (объекта) и контрольного бруска должна быть не ниже 7 - 8-го (при испытаниях приборами с коническим индентором) и не ниже 4 - 5-го (при испытаниях приборами с шаровым индентором) классов чистоты по ГОСТ 2789-59 и свободными от окалины и других посторонних веществ.

2.6. При подготовке поверхности испытуемого образца (изделия) и контрольного бруска необходимо принять меры, предотвращающие возможные изменения твердости этих поверхностей вследствие нагрева или наклепа при механической обработке.

2.7. Минимальная толщина испытуемого образца должна быть не менее 10-кратной глубины отпечатка.

2.8. При испытаниях приборами с шаровым индентором применяют стальные контрольные бруски сечением 10´10 мм любой твердости в интервале НВ_э 120 - 200.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. При измерении сравнительной твердости стали по Виккерсу твердосплавный наконечник в форме двустороннего или одностороннего конуса с углами j = 136° при вершинах внедряют в поверхности контрольного бруска и испытуемого образца (объекта) под действием кратковременной динамической нагрузки Р_д, создаваемой ударным механизмом. После снятия индентора с испытуемой поверхности измеряют диаметры отпечатков конуса на поверхностях стального контрольного бруска d_э и испытуемого образца (объекта) d_о (черт. 1).

Примечание. При статических испытаниях твердость по конусу (НK₁₃₆) с углом j = 136° при вершине равна твердости по Виккерсу HV, измеренной посредством четырехгранной пирамиды с углами между противоположными гранями, равными 136°.

Черт. 1

3.2. При измерении сравнительной твердости по Бринеллю и пластической твердости стальной шарик диаметром D одновременно внедряют в поверхности стального контрольного бруска и испытуемого образца (объекта) под действием кратковременной динамической нагрузки Р_д, создаваемой ударным механизмом. После снятия индентора с испытуемой поверхности измеряют диаметры отпечатков шарика на поверхностях контрольного бруска d_э и испытуемого образца (объекта) или глубины восстановленных отпечатков на поверхностях образца (объекта) h_о и стального контрольного бруска h_э (черт. 2).

Черт. 2

4. ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Число сравнительной твердости испытуемого образца (объекта) по Виккерсу (HV_с) вычисляют по формуле

где HV_э - среднее значение твердости контрольного бруска по Виккерсу, измеренное посредством статического стационарного прибора типа ТП по ГОСТ 2999-59, кг/мм²;

d_э и d_о - диаметры ударных отпечатков конуса на поверхностях стального контрольного бруска и испытуемого образца (объекта), мм;

h_кэ и h_ко - динамические коэффициенты твердости материалов стального контрольного бруска и испытуемого образца (объекта) при ударном внедрении конуса (со скоростью внедрения 1 - 5 м/с).

Примечание. Числа твердости HV_с, вычисленные по указанным формулам, в зависимости от размеров диаметров динамических отпечатков d_э и d_о и твердости стального контрольного бруска HV_э, приведены в табл. 1 приложения.

4.2. Числа сравнительной твердости испытуемого образца (объекта) по Бринеллю (НВ_с) и пластической (НД_с) вычисляют по формулам:

где НВ_э и НД_э - средние значения твердости по Бринеллю и пластической твердости стального контрольного бруска, измеренные посредством стационарных статических приборов ТШ или ТК по ГОСТ 9012-59 и ГОСТ 9013-59, кг/мм²;

D - диаметр шарика, мм;

d_э и h_э - диаметр и глубина восстановленного ударного отпечатка на поверхности контрольного бруска, мм;

d_о и h_о - диаметр и глубина восстановленного ударного отпечатка на поверхности испытуемого образца, мм;

h_шэ и h_шо; h¢_шэ и h¢_шо - динамические коэффициенты твердости стального контрольного бруска и испытуемого образца (объекта) при ударном внедрении шарика со скоростью u = 0,75 - 2 м/с.

Примечание. Числа твердости, определенные по формулам в зависимости от размеров диаметров D, d_э и d_о или глубин h_э и h_о, а также твердости по Бринеллю (НВ) и пластической твердости (НД_э) стального контрольного бруска, приведены в табл. 2 - 4 приложения.

4.3. Диаметры отпечатков измеряют в двух взаимноперпендикулярных направлениях и определяют как среднее арифметическое результатов двух измерений.

Разность измерений диаметров одного отпечатка не должна превышать 2 % от меньшего из них.

Для анизотропных материалов получаемая разность измерений диаметров отпечатков d_о может не укладываться в указанный допуск. В стандартах или технических условиях на поставку подобных материалов должны быть указаны допустимые пределы на разность измерений двух взаимно перпендикулярных диаметров отпечатков.

4.4. Шарик, показавший после измерения твердости остаточную деформацию, превышающую указанный допуск по размеру, или какой-либо поверхностный дефект, должен быть заменен другим, а соответствующее измерение должно считаться недействительным.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Сравнительная твердость испытуемого стального образца HV_с в зависимости от отношения диаметров отпечатков на контрольном бруске (d_э) и на образце (d_о) и твердости стального контрольного бруска по Виккерсу HV_э

Таблица 1

Сравнительная твердость испытуемого стального образца НВ_с зависимости от отношения диаметров отпечатков на контрольном бруске (d_э) и на образце (d_о) и твердости стального контрольного бруска НВ_э кг/мм², D = 5 мм

Таблица 2

Сравнительная твердость испытуемого стального образца НВ_с в зависимости от отношения диаметров отпечатков на контрольном бруске (d_э) и на образце d_о и твердости стального контрольного бруска НВ_э кг/мм², D = 10 мм

Таблица 3

Сравнительная пластическая твердость НД_с испытуемого стального образца в зависимости от отношения глубин отпечатков шарика на контрольном бруске (h_э) и образце (h_o) и пластической твердости стального контрольного бруска НД_э кг/мм²

Таблица 4

СОДЕРЖАНИЕ