ски совпадают. При более высокой твердости величина HV превышает величину НВ; это превышение тем больше, чем выше твердость. Метод Виккерса более совершенен, чем другие методы определений твердости. Он дает для всех материалов сквозную однозначную шкалу твердости.

Переводные таблицы, дающие соотношение значений твердости, определенной методами Брннелля, Роквелла, Виккерса и супер-Роквелла для углеродистых и легированных конструкционных и инструментальных сталей после различных видов термической обработки, разработаны на автозаводе им. Лихачева (РТМ 37.105.00600-74).

Измерение микротвердости

Измерение микротвердости регламентировано ГОСТ 9450-76 (стандарт СЭВ 1195- 78). Испытания производят путем вдавливания алмазной пирамиды с углом при вершине 136** под действием нагрузки Р, приложенной в течение определенного времени; после снятия нагрузки измеряют диагонали d квадратного отпечатка, оставшегося на поверхности образца. При испытании на микротвердость применяют одну из следующих нагрузок: 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 кгс. Число твердости вычисляют по той же формуле, что и при определении твердости методом Виккерса. При обозначении перед числом твердости пишут символ Я с индексом, указывающим величину нагрузки в грамм-силах, например Я50-ЗОО кгс/мм2. Размерность твердости не указывают в тех случаях, когда это не вызывает неясности.

Этим методом можно определить не только твердость тонких поверхностных слоев, но и твердость отдельных структурных составляющих и фаз сплавов. Обычно микротвердость определяют на приборе ПМТ-3. Образцы для измерения микротвердости подготавливают так же, как и для микроисследования (шлифование, полирование, а в необходимых случаях и травление). Во избежание наклепа тонкого поверхностного слоя рекомендуется проводить электролитическое по лирой ание.

Величину нагрузки при однородном испытуемом материале выбирают, исходя из его толщины: минимальная толщина образца или слоя должна быть больше длины диагонали отпечатка в 1,5 раза. На противоположной стороне образца после испытания не должно быть заметных следов деформации. Расстояние от центра отпечатка до края образца должно быть не меньше двойной длины диагонали отпечатка большего размера.

Величину нагрузки при структурно-неоднородном испытуемом материале выбирают в зависимости от задачи испытания. Если необходимо оценить среднюю твердость материала, то величина диагонали отпечатка должна быть значительно больше размеров структурных составляющих материала. Испытания в разных участках такого материала должны давать одинаковые результа-

ты. Если задачей испытания является оценка твердости отдельных структурных составляющих сплава, то размер диагонали отпечатка должен быть достаточно мал по сравнению * с испытуемым кристаллитом; при этом кристаллит может рассматриваться как образец.

Динамические методы определения твердости

К ним относят определение твердости методом упругого отскока (методом Шора) и путем динамического вдавливания шарика (методом Польди). При измерении твердости методом упругого отскока на поверхность массивной детали, твердость которой нужно определить, с регламентированной высоты падает боек определенной массы. Число твердости HS отсчитывается по высоте отскока бойка. Приборы для определения твердости методом упругого отскока выпускают с пневматическим и механическим приспособлением для подъема бойка; высоту отскакивания бойка фиксируют по градуированной стеклянной трубке или по отклонению стрелки индикатора.

Для ориентировочного определения твердости динамическим вдавливанием шарика (методом Польди) применяют переносной прибор. Определение твердости производят путем одновременного вдавливания шарика при ударе средней силы в испытуемый предмет и эталон с известной твердостью и последующего установления числа твердости по таблице, прилагаемой к прибору. Число твердости в таблице находят на пересечении граф диаметров отпечатков на испытуемой детали и эталоне. Этот метод целесообразно применять для определения твердости массивных деталей (прокатных валков, станин, крупных поковок), которые невозможно установить на обычные приборы. Приближенность метода обусловлена тем, что при использовании прибора Польди шарик вдавливается динамически, а твердость НВ определяется при статическом вдавливании. Точность определения твердости этим методом находится в пределах ±7%.

Зависимость между временным сопротивлением и твердостью стали

Существует определенная зависимость между пределом прочности й твердостью по Бринеллю. Эта зависимость описывается уравнением ов=НВ. Коэффициент k зависит от отношения предела текучести к временному сопротивлению. При ао,2/ав>0,65 он составляет 0,32-0,36. При неизвестном соотношении ао,2/<7в принимают А;=0,35. Иногда используют следующие соотношения: при НВ>175 величина Ов 0,345 НВкгс/мм2; при НВ< 175 Ов 0,362 НВ.

Зависимость временного сопротивления разрыву некоторых углеродистых и легированных сталей от чисел твердости по Бринеллю и Виккерсу представлена в табл. П.12.

Таблица 11.12

Зависимость временного сопротивления разрыву углеродистых и легированных сталей от значений твердости по Бринеллю и Виккерсу

5. Испытания на ударную вязкость

Определение ударной вязкости

Способность металла сопротивляться ударному воздействию нагрузки оценивают величиной ударной вязкости, под которой понимают работу удара, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора напряжений. Методы определения ударной вязкости при комнатной, пониженной и повышенной температурах регламентированы ГОСТ9454- 78 и соответствуют СТ СЭВ 472-77 и СТ СЭВ 473-77. В соответствии с этими стандартами образец квадратного или прямоугольного сечения с концентраторами вида (7, V и Т (рис. II.4) устанавливают на две опоры маятникового копра с максимальной энергией удара 0,5; 1,0; 5,0; 10; 15 или 30 кгс-м (ГОСТ 10708-76). Удар наносят посередине образца со стороны, противоположной надрезу. За окончательный результат испытания принимают работу удара или ударную вязкость для образцов с концентраторами видов С/ и V и ударную вязкость для образцов с концентратором вида Т (усталостная трещина, получаемая в вершине начального надреза при циклическом изгибе образца в одной плоскости). Работу (Ки, KV или КТ) разрушения образца определяют обычно по специальной шкале маятникового копра. После определения работы разрушения образца вычисляют ударную вязкость KCU (KCV, КСТ) : КС =K/So, где .So - площадь поперечного сечения образца в месте надреза, см.

Работу удара обозначают двумя буквами {Ки, KV или КТ) и цифрами. Первая буква (К) - символ работы удара, вторая буква (и, V или Г)-вид концентратора. Последующие цифры обозначают максимальную энергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Цифры не указывают при определении работы удара на копре с максимальной энергией удара маятника 30 кгс-м, при глубине концентратора 2 мм для концентраторов видов U и V и 3 мм для концентратора типа Т и ширине образца 10 мм.

Ударную вязкость также обозначают сочетанием букв и цифр. Первые две буквы КС обозначают символ ударной вязкости, третья буква -вид концентратора; первая цифра -максимальную энергию удара маятника, вторая - глубину концентратора и третья - ширину образца. Цифры не указывают в тех же случаях, что и для работы удара. Применяют 10 типов образцов с надрезом вида и, 4 - с надрезом вида V и 6 - с надрезом вида Г.

Согласно дополнению № 1 к ГОСТ 9454- 78 допускается обозначать работу удара и ударную вязкость в соответствии с ранее действовавшим ГОСТ 9454-60 (соответст-вено Лн и Он).

Для определения ударной вязкости хрупких материалов (чугунов, сталей с твердостью HRC 55 и выше) допускается применение призматических образцов с размерами 10X10X55 мм без надреза. Ударную

вязкость, полученную при испытании таких образцов, обозначают символом КС без индекса.

Для более точной оценки вязкости материалов иногда ударную вязкость как интегральную характеристику делят на две составляющие - удельную работу зарождения аз и удельную работу развития трещины: ан=аз4-ар. При хрупком разрушении работа распространения трещины близка к нулю, а при полухрупком она снижается

27,5

Рис. II.4. Образцы для испытаний на ударную вязкость:

а-в - соответственно с концентраторами вид и, V и Х (усталостная трещина)

Пропорционально проценту вязкой составляющей в изломе, поэтому целесообразно определять только при полностью вязком изломе. Существует несколько методов определения аз и Ар. Наиболее распространены метод Б. А. Дроздовского (предварительное нанесение на образец усталостной трещины) и метод А. П. Гуляева (испытание образцов с разны.ми надрезами и построение зависимости ударной вязкости от радиуса надреза); экстраполяция прямой до нулевого значения радиуса надреза дает возможность получить величину ар.

Определение порога хладноломкости

При испытаниях на ударную вязкость можно определить температуру перехода в хрупкое состояние (порог хладноломкости). Для низкоуглеродистых сталей эта температура (или интервал температур) при испытаниях на ударную вязкость выявляется весьма резко. Для высокопрочных сталей кривые ударной вязкости по мере понижения температуры снижаются плавно, поэтому установить по ним порог хладноломкости невозможно. Обычно порог хладноломкости высокопрочных сталей более четко опреде-