Прибор для испытания на твердость по Бринеллю
Наиболее распространенным прибором для испытания на твердость по Бринеллю является автоматический рычажный пресс.
Автоматический рычажный пресс. Схема автоматического рычажного пресса показана на рис. 2. Испытуемый образец (деталь) устанавливают на столике 1 в нижней части неподвижной станины пресса (рис. 2), зашлифованной поверхностью кверху. Поворотом вручную маховика 2 по часовой стрелке столик прибора поднимают так, чтобы шарик 4 мог вдавиться в испытуемую поверхность. В прессах с электродвигателем вращают маховик 2 до упора и нажатием кнопки включают двигатель 5. Последний сначала перемещает коромысло и постепенно нагружает шток, а следовательно, и вдавливает шарик под действием нагрузки 3, сообщаемой привешенным к коромыслу грузом. Эта нагрузка действует в течение определенного времени, обычно 10 - 60 с, в зависимости от твердости измеряемого материала (см. табл. 2), после чего вал двигателя, вращаясь в обратную сторону, соответственно перемещает коромысло и снимает нагрузку. После автоматического выключения двигателя, поворачивая маховик 2 против часовой стрелки, опускают столик прибора и затем снимают образец. Регулировкой реле двигателя можно изменять время приложения нагрузки. В образце остается отпечаток со сферической поверхностью (лунка).
Рис. 2. Схема прибора для измерения твердости вдавливанием шарика
(измерение по Бринеллю)
Выбор диаметра шарика и нагрузки.Шарики различного диаметра (D=10: 5 и 2,5 мм) применяют в зависимости от толщины испытываемого материала.
Нагрузку Р выбирают в зависимости от качества испытываемого материала по формуле
P = KD2
где К – постоянная для данного материала величина, равная 300; 100 или 25.
В табл. 2 приведены данные по выбору диаметра шарика и нагрузки в зависимости от твердости (в МПа) и толщины испытываемого образца. При испытании шариками разных диаметров (10; 5 и 2,5 мм) применяют разные нагрузки; при испытании более мягких металлов нагрузка меньше.
Материал образца, его толщину записать в графу 2, а условия испытания (диаметр шарика и нагрузку) в графу 3 протокола испытания.
Таблица 1
Подбор грузов для нагружения автоматического рычажного пресса
| Нагрузка, кг | Наименование грузов, обеспечивающих необходимую нагрузку | Примечание |
| 187,5 1 000 3 000 | А А+Б А+Б+В А+В+Г А+Б+В+Г А+Б+В+5Г | Здесь А – навеска, создающая нагрузку в 187,5 кг; Б – малый груз, создающий нагрузку в 62,5 кг; В – средний груз, создающий нагрузку в 250 кг; Г – большой груз, создающий нагрузку в 500 кг. |
Таблица 2
Выбор диаметра шарика и нагрузки в зависимости от твердости
и толщины испытуемого образца
| Метал-лы | Твердо-сть НВ | Толщина образца, мм | Соотношение между Р и D2 | Диаметр шарика D, мм | Нагрузка Р, кг | Выдержка под нагрузкой, с |
| Черные | 140-450 | 6-3 4-2 >2 | Р=30D2 | 2,5 | 187,5 | |
| Черные | ≤140 | >6 6-3 >3 | Р=10D2 | 2,5 | 62,5 | - |
| Цветные | ≥130 | 6-3 4-2 >2 | Р=30D2 | 2,5 | 187,5 | |
| Цветные | 35-130 | 9-3 6-3 2-3 | Р=10D2 | 2,5 | 62,5 | |
| Цветные | 8-35 | >6 6-3 <3 | Р=2,5D2 | 2,5 | 62,5 15,6 |
Подготовка образца для испытания.Перед испытанием поверхность образца, в которую будет вдавливаться шарик, обрабатывают наждачным камнем или напильником, чтобы она была ровной, гладкой и не было окалины или других дефектов.
При обработке поверхности образец не должен нагреваться выше 100-150°С.
Подготовка поверхности образца необходима для получения правильного отпечатка и чтобы края его были отчетливо видны для измерения.