Определение твердости сплава

23.07.2019

Твердость — свойство твердого тела сопротивляться проникновению в него другого тела. Твердость — одно из главных свойств твердого сплава, так как от нее зависит износостойкость. Главное влияние на твердость оказывают количество карбидной фазы и величина зерна этой фазы. С увеличением содержания карбидной фазы или уменьшением величины зерна твердость возрастает. Титановольфрамовые сплавы отличаются более высокой твердостью, чем вольфрамовые, так как карбид титана тверже, чем карбид вольфрама. С увеличением плотности твердость также возрастает.

Твердость образца твердого сплава определяют на приборе Роквелла по шкале А.

Принцип определения твердости образца твердого сплава на этом приборе заключается в следующем. В изделие твердого сплава вдавливают алмазный конус двумя последовательно прилагаемыми нагрузками — предварительной 10 кГ и общей 60 кГ. Разность глубин проникновения алмазного конуса в тело твердого сплава под действием двух нагрузок характеризует твердость сплава. Величина твердости зависит от глубины проникновения алмазного конуса и определяется по формуле
Определение твердости сплава

где B1 — постоянная величина, для конуса R1 = 0,2,

n1 — глубина проникновения алмазного конуса под действием нагрузки 60 кГ после ее снятия и оставления нагрузки 10 кГ,

n — глубина проникновения алмазного конуса под действием предварительной нагрузки 10 кГ;

с — углубление конуса на 0,002 мм, соответствующее одному делению циферблата индикатора.

Перед производством испытаний на приборе необходимо его проверить, для чего проверяют показания прибора.

Показания прибора должны соответствовать твердости стальных эталонных пластин, которые приложены к прибору. Кроме того, один раз в смену правильность показаний прибора проверяют на эталонной твердосплавной пластинке. Это вызывается тем, что глубина проникновения алмазного конуса в образец твердого сплава мала: в основном в сплав проникает только вершина конуса с радиусом закругления 0,2 мм Конусы с такими радиусами закругления, признанные годными, могут отличаться по форме и давать различные показатели, что, однако, не выявляется при определении твердости на стальных эталонных пластинах, так как алмазный конус сравнительно глубоко проникает в сталь. Поэтому для получения сравнимых результатов необходимо определять твердость твердых сплавов при сравнении с твердостью эталонных твердосплавных пластин HRA:

Эталонные твердосплавные пластинки должны быть тщательно отшлифованы и отполированы алмазным кругом или алмазным порошком.

Твердость при использовании контрольных пластин рассчитывают по формуле

где Ha — твердость контрольной пластинки с максимальной твердостью;

Hb — твердость контрольной пластинки с минимальной твердостью;

HN — твердость (среднее значение) контрольной пластинки с максимальной твердостью при определении твердости данным наконечником;

HK — твердость (среднее значение) контрольной пластинки с минимальной твердостью при определении твердости данным наконечником;

НM — твердость (среднее значение) испытываемого образца при определении твердости данным наконечником.

Значения величии HN, HK, HM определяют как среднее арифметическое отсчетов значений твердости по шкале прибора.

Поверхности образцов (испытываемая и опорная) должны быть строго параллельными, обеспечивать плотное и устойчивое прилегание к опорному столу прибора: отклонение от параллельности не должно превышать 0,05 мм на длине 20 мм. Для получения параллельности сторон образца проводят шлифовку кругом из зеленого карбида кремнии на керамической связке или алмазными кругами на металлической или органической связке. Толщина снятого при шлифовании слоя должна быть не менее 0,2 мм. Для устранения выпуклости на образце под действием прилагаемой нагрузки минимальная толщина испытываемого образца должна быть не менее 1 мм.

Порядок проведения испытаний на приборе Роквелла следующий.

Столик с испытываемым образцом с помощью вращения маховичка подъемной гайки поднимают вверх до соприкосновения образца с алмазным конусом.

К образцу прикладывают предварительную нагрузку 10 кг, для этой цели вращают маховичок до тех пор, пока малая стрелка индикатора прибора не совпадает с черной точкой на шкале, а большая стрелка не займет вертикального положения. Отклонение от вертикального положения большой стрелки не должно составлять более ±5 делений. В том случае, если малая стрелка перейдет через черную точку, необходимо выбрать другую точку на поверхности сплава и вновь начать испытание. После совмещения большой стрелки с вертикальным положением повертывают ободок индикатора до тех пор, пока нуль черной шкалы не совпадет с большой стрелкой.

После приложения предварительной нагрузки к образцу прикладывают общую нагрузку, для чего освобождают основной грузовой рычаг, слегка нажимая на скобу; нагрузка постепенно передается на рычаг. Общую нагрузку снимают плавным возвращением пусковой рукоятки в начальное положение, при этом предварительная нагрузка остается приложенной. После снятия общей нагрузки записывают показания индикатора по наружной черной шкале, затем опускают столик вниз, вращая маховичок подъемной гайки в другую сторону.

Для получения надежных результатов необходимо, чтобы расстояние от центра отпечатка до края образца или до центра другого отпечатка было не менее 2,5 мм, при измерении твердости на малых образцах расстояние от края образца допускается не менее 1 мм.

Твердость определяют замером трех образцов, после чего вычисляют среднеарифметическое значение.

Контроль твердости позволяет главным образом обнаружить случайную путаницу в марках сплава или же выявить резко недопеченные изделия.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна