Измерение твердости по методу Бринелля заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием усилия, приложенного перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия.
Измерение твердости по Бринеллю производится для металлов с твердостью не более 650 единиц. Толщина образца должна быть не менее чем в 8 раз превышать глубину отпечатка. Шероховатость поверхности образца (или площадки на изделии) должна быть не более 2,5 мкм. Образец должен быть подготовлен таким образом, чтобы не изменялись свойства металла в результате механической или другой обработки.
Для определения твёрдости по методу Бринелля используют различные твердомеры, как стационарные, так и переносные. Твердомер содержит набор наконечников со стальными шариками диаметром 10,0 5,0 2,5 2,0 и 1,0 мм, на которые в процессе измерения при помощи твердомера прилагается нагрузка от 1 до 3000 кгс.
Перед измерение образца необходимо в зависимости от металла и его твердости определить коэффициент К, для этого можно воспользоваться таблицей:
Материал | Твердость по Бринеллю | К |
Сталь, чугун, высокопрочные сплавы (на основе никеля, кобальта и др.)
|
До 140 140 и более |
10 30 |
Титан и сплавы на его основе | от 50 | 15 |
Медь и сплавы на ее основе, легкие металлы и их сплавы |
менее 35 от 35 |
5 10 |
Подшипниковые сплавы | от 8 до 50 | 2,5 |
Свинец, олово и другие мягкие металлы | до 20 | 1 |
Усилие F в зависимости от значения К и диаметра шарика D устанавливают в соответствии с таблицей:
Диаметр шарика D, мм |
Усилие F, Н (кгс), для K |
|||||
30 |
15 |
10 |
5 |
2,5 |
1 |
|
1,0 |
294,2 |
— |
98,07 |
49,03 |
24,52 |
9,807 |
2,0 |
1177 |
— |
392,3 |
196,1 |
98,07 |
39,23 |
2,5 |
1839 |
— |
612,9 |
306,0 |
153,0 |
60,80 |
5,0 |
7355 |
— |
2452 |
1226 |
612,9 |
245,2 |
10,0 |
29420 |
14710 |
9807 |
4903 |
2452 |
98,7 |
Диаметр шарика и усилие выбирают таким образом, чтобы диаметр отпечатка был в пределах от 0,24 до 0,6 диаметра шарика.
Продолжительность выдержки наконечника под действием заданного усилия должна соответствовать таблице:
Твердость по Бринеллю НВ, HBW |
Продолжительность выдержки, с |
До 10 |
180 |
Св. 10 до 35 |
120 |
> 35 < 100 |
30 |
>100 |
10-15 |
Диаметр отпечатка измеряют с помощью микроскопа или других средств измерения с предельной погрешностью:
±0,5% (при применении шариков диаметром 1,0; 2,0 или 2,5 мм);
±0,25% (при применении шариков диаметром 5,0 и 10,0 мм) от диаметра шарика.
НВ — Твердость по Бринеллю при применении стального шарика
HBW — Твердость по Бринеллю при применении шарика из твердого сплава
Для определения твердости HB (HBW) по диаметру отпечатка необходимо воспользоваться таблицами величин из ГОСТ 9012-59 или определить твердость при помощи онлайн калькулятора:
Так же для удобства использования сделано простое Android приложение в составе которого имеется калькулятор для определения твердости по методу Бринелля — http://rcl-radio.ru/?page_id=58138