Диаметр отпечатка должен измеряться в двух взаимно перпендикулярных направлениях и определяться как среднеарифметическое из двух измерений.

Определение твердости по Роквеллу. При измерении твердости по Роквеллу определяется глубина проникновения в металл алмазного или стального наконечника.

На рис. 34 показан прибор ТК *. Маховик служит дли подъема столика 10 с испытуемым изделием до соприкосновения последнего с алмазным конусом Р, имеющим угол у вершины 120°. При подъеме столика

Рнс. 34. Схема прибора ТК для определения твердости методом вдавливания алмазного конуса

пружина шпинделя 8 поджимается до получения предварительной нагрузки 100 Н, Что фиксируется малой стрелкой индикатора 6. После приложения предварительной нагрузки циферблат индикатора поворачивают так, чтобы большая стрелка установилась на нуль шкалы. Окончательное нагружение производится поворотом рукоятки 7, освобождающей рычаг 5, что позволяет грузам 1-3 опускаться вниз и создавать на шпинделе 8 нужное усилие. Амортизатор 4 обеспечивает плавное нагружение шпинделя. После того как рычаг с грузами опустится до нижнего предельного положения, рукояткой 7 поднимают груз. Со шпинделя снимается нагрузка и алмазный наконечник немного поднимается вверх вследствие упругости испытуемого металла. В результате при погружении наконечника в изделие фиксируется глубина остаточной деформации. Эта глубина отмечается на круговой шкале индикатора прибора в условных единицах, называемых числом твердости по Роквеллу. Угловое перемещение стрелки на одно деление (единица твердости) соответствует 2 мкм глубины вдавливания.

Твердомер с алмазным конусом.

На рис. 35 показаны четыре стадии {i-iv) внедрения алмазного конуса в испытуемый материал. В зависимости от твердости металла применяются два вида наконечника - закаленный стальной шарик диаметром ~1,6 мм для испытания мягких материалов и. алмазный конус для испытания твердых материалов. На приборе имеются три шкалы А, В и С. Условия применения этих шкал и поправки на показания прибора приведены в табл. 194 и 195.

Нагрузки нет

Основная нагрузка

Предваритет-наяиагрузка

Рис. 35. Положения алмазного конуса при определении твердости о предварительным нагруженнем

194. Условия определения твердости иа приборе Рокр.елла (ТК)

195. Поправки на показания прибора Роквелла (ТК) прн измерении твердости на цилиндрических поверхностях

Диаметр образца, мм

Твердость HRC

Величина поправки

Величина поправки

18 16 12 10

8 35 30 20 15 10

40-45 40-45 40-45 40-45 40-45 25-30 25-30 25-30 25-30 25-30 25-30

Н-1 Н-2

Н-4 + 5

-1-2

--2,5

--3,0

--3,0

--3,5

--4,0

--3,5

в случаях, когда необходимо измерить твердость в тонких поверхностных слоях, не продавливая их, применяются шкала А и нагрузка 600 Н, например, при определении твердости цементованного слоя небольшой глубины, цианированного слоя и т. п.

При определении твердости по Роквеллу следует хорошо подготовить поверхность изделия, так как наличие окалины, грубых рисок и других дефектов будет искажать результаты измерений. Испытуемую поверхность изделия перед проверкой твердости необходимо зачистить на точильном круге или прошлифовать, а также зачистить и опорную поверхность изделия. Опорная и испытуемая поверхности должны быть параллельны.

Для испытания твердости тонких поверхностных слоев (толщиной 0,03-0,3 мм), полученных при азотировании, цианировании и других процессах химико-термической обработки, применяют приборы типа ТКС ( Суперроквелл ) при нагрузках 147, 394 и 441 И (табл. 196).

J96. Условия определения твердости тонких слоев, полученных при химико-термической обработке

При измерении стальным закаленным шариком диаметром -1,6 мм твердость обозначается Яхът, зот; Ria,i< а при измерении алмазным конусом - /?15n; ?3on; RibH-

Принцип действия и конструкция приборов Суперроквелл такие же, как и приборов Роквелла.

При измерении твердости на образцах или изделиях диаметром менее 8 мм необходимо зачищать лыску. Ширина подготовленной лыски должна быть при измерении твердости алмазным конусом 4 мм; стальным шариком 6 мм.

В зависимости от формы и размеров испытуемых изделий применяются опорные столики различных типов. На рис. 36 приведены конструкции универсальных, на рис. 37 - конструкции специальных опорных столиков.

Определение твердости по Виккерсу (ТП) *. Определение твердости по Виккерсу производится вдавливанием в испытуемый металл четырехгранной алмазной пирамиды с углом между противоположными гранями 136 °С (рис. 38). Числом твердости hv называется условное напряжение на единицу поверхности отпечатка. ПлоЩадь поверхности отпечатка определяется по диагонали ь отпечатка, которая измеряется под микроскопом. Для удобства расчета твердости составлены таблицы вависимости твердости от величины диагонали.

Прибор Виккерса (ТП) отличается большой точностью по сравнению с описанными выше приборами. На этом приборе при небольших нагрузках можно определять твердость очень тонких поверхностных слоев деталей (табл. 197).

ТП Твердомер пирамидальный.

До сих пор были рассмотрены стационарные способы и понбопы мерения твердости изделий. Однако при терческойобаЖ крупно ными <р Г необходимь в пользовании переГ-

Рис. 36. Уверсальные опорные столики прибора ТК для испытания изделий; о - плоских; о - мелких и тонких; ей г - цилиндрических

Рио. 37. Специальные опорные столики для прибора ТК

Прибор переносный типа ТШП - 4 предназначен для измерения твердости металлов по методу Бринеля непосредственно иа рабочем месте или в складских помещениях. Прибор применяетси для измерения твердости рельсов непосредственно на железнодорожном полотне, круглых поковок, отливок и других крупногабаритных де-8 Фиргер И. В. 225

197. Условия определения твердости по Виккерсу (ТП)

талей иа металлорежущих стайках. Прибор обеспечивает измерение твердости на поверхностях, повернутых относительно горизонтальной плоскости на угол ие более 90°. Прибор состоит из испытательной головки, струбцины с держателем, цепного захвата, рельсового захвата,

конуса Морзе № 5 с упором.

Испытательная головка (рис. 39) предназначена для приложения испытательных нагрузок. Оиа состоит из соединенных между собой корпусов 2 и 4, между которыми расположена пластина 3, которая воспринимает на себя испытательную нагрузку, червячного колеса 5, втулки 9, нагружающего винта 7, втулки 5, упорных подшипников 5 и-рукоятки 10, закрепленной на червяке. Нагружающий винт соединен с упругой скобой /, в нижней части которой установлен испытательный наконечник /-.Внутри скобы смонтирована стойка 15, рычаг /5 и индикатор 12. В верхний корпус 4 ввернута крышка II с ручкой.

Измерение твердости -производится испытательной головКой, которую крепят к приспособлению (струбцине, цепному или рельсовому захвату), установленному на изделии. Приложение нагрузки производится вращением рукоятки 10 через червячную 8 и винтовые передачи и далее через упругую скобу / на испытательный наконечник 14.

Под действием приложенной силы скоба / деформируется и через передаточный механизм перемещение передается индикатору 12.

Техническая характеристика прибора ТШП-4

Диапазон измерения твердости . , .......... 2942о*9806

Испытательные нагрузки, Н ............. isiu, ыоив.

Погрешность испытательных нагрузок, % .....

Диаметр стального шарика, мм..........

Отклонение среднего значения числа твердости от образцовой меры, %, не более:

при нагрузках 29 420 и 9806 Н..........

6350 и 2452 Н ..........

Свободный ход шпинделя с наконечником, мм.....

Усилие на рукоятке при нагрузке 29 420 и более, Н . . , Габаритные размеры испытательной головки, мм . . Масса, кг.....................

Рис. 38. Схема отпечатка прн вдавливании алмазной пирамиды прибора ТП

±1 10; 5

±4 ±5 12±1,5 54

155x290x340 10

Прибор переносный ТКП-1 предназначен для измерения твердости различных деталей по методу вдавливания алмазного конуса или стального закаленного шарика диаметром 1,588 мм.

В комплект прибора входят следующие узлы: а) испытательная головка (рис. 40) со сменными нагрузочными стаканами применяется для приложения и снятия предварительной и общей нагрузки и замера твердости по шкале индикатора;

б) струбцина (рис. 41) с подъемным винтом и сменными столами, с ее помощью поджимают испытуемое изделие;

в) кронштейн (рис. 41), служащий для закрепления струбцины с испытательной головкой на столе или на верстаке.

Рис. 39. Схема переносного прибора ТШП-4

В корпусе 6 (рис. 40) имеется кулачковый валик 8, при помощи которого прикладывают и снимают основную и предварительную нагрузки. Средний кулачок предназначен для приложения и снятия предварительной нагрузки, два крайних - для приложения и снятия основной нагрузки, В шпинделе 5 винтом 3 крепят алмазный или шариковый наконечник /. Во Втулке 9 закреплена пружина 10 предварительной нагрузки, усилие ее можно регулировать гайкой, которая служит опорной поверхностью для узла измерения.

Чтобы уменьшить силы трения, шпиндель прибора помещен в шариковые направляющие. Прикладывают и снимают нагрузки поворотом рукоятки. При приложении предварительной нагрузки рукоятку фиксируют шариковые фиксаторы 7.

Для предохранения алмазного наконечника от повреждения применяют ограничитель 2. При помощи его и гайки 4 между торцом ограничителя и вершиной наконечника специальным шаблоном выставляют зазор 0,1-0,2 мм.

Нагрузочный стакан служит для установки в него пружин для создания основной нагрузки. В комплект прибора входят три сменных нагрузочных стакана для воспроизведения нагрузок 588, 988 и 1471 Н. Величину нагрузки регулируют стаканом 16 и винтом 17.