Металлы. Метод измерения пластической твердости

государственный стандарт

СОЮЗА ССР

МЕТАЛЛЫ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ТВЕРДОСТИ

ГОСТ 18835—73

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ

СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

Москва

УДК 669.01 : 620.178(083.74)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТАЛЛЫ

Метод измерения пластической твердости
Metals.
Method for determination
of plastic hardness
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28 мая 1973 г. № 1332 срок действия установлен
с 01,01.74 до 01,01.79
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на черные и цветные металлы и сплавы с твердостью от 80 до 800 НД и устанавливает метод измерения пластической твердости при температуре 20±1'0°С.
Метод основан на измерении пластической твердости металлов при вдавливании в них сферического индентора.

1. ОБОРУДОВАНИЕ

1.1. Для испытаний должны применяться машины по ГОСТ 9030—64 или твердомер типа ТШ-2 с приспособлением, описание которого приведено в рекомендуемом приложении.
1.2. Измерение глубины отпечатков шарика на испытуемой по­верхности и поверхности контрольного бруска должно осуществля­ться индикаторным глубиномером с ценой деления 0,001 мм.
1.3. Применяемые при измерении пластической твердости шари­ки или сферические наконечники должны соответствовать следую­щим требованиям:
) при испытании материалов с пластической твердостью до НД 450 применяются шарики или наконечники из термически обра­ботанной стали с твердостью не менее HV 850;
) при испытании материалов с пластической твердостью, пре­вышающей НД 450, применяются шарики или наконечники из спла­ва с твердостью не менее HV 1200 или алмаза;
Издание официальное Перепечатка воспрещена
Переиздание. Июль 1975 г.
★
) шероховатость поверхности шарика или сферического нако­нечника при диаметре 2 мм и более должна быть не более Ra 0,40 мкм по ГОСТ 2789—73 и не иметь пороков, видимых с по­мощью лупы при 5-кратном увеличении. Наконечники диаметром менее 2 мм должны быть тщательно отполированы, не иметь по­роков, видимых при 30-кратном увеличении. Предельные отклоне­ния по диаметру шарика—по ГОСТ 3722—60.
1.4. Выбор диаметра шарика или радиуса кривизны сферическо­го наконечника, а также нагрузок Pt и Р производят в соответствии с требованиями таблицы.
Интервал твердости, нд
Удвоенный радиус кривизны сферического наконечника или диаметр шарика мм, не менее
Р,
Р

кгс
От 80 до 150
1,5
(2,5—5) £>2
(5,0—20) £>2
Св. 150 » 450
1,5
(5—15) Д2
(10—30) В2
» 450 » 800
0,4
(5—30) £>2
(10—100) £>2

1.5. При измерении пластической твердости допускается при­менять нагрузки Pt и Р любой величины, отвечающие следующим условиям:
) Pi^2,5P2 и P^5D2;
) плавное возрастание нагрузок до необходимых значений;
) поддержание постоянства прилагаемых нагрузок Рх и Р в течение 15 с;
) приложение нагрузок по нормали к поверхности испытуемо­го объекта.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Поверхность испытуемого образца обрабатывается в виде плоскости так, чтобы края отпечатка были достаточно отчетливы для измерения его диаметра с требуемой точностью.
Поверхность испытуемого образца должна быть свободна от окалины и других посторонних веществ.
При подготовке поверхности испытуемого образца необходимо принять меры, предотвращающие возможные изменения твердости испытуемого образца вследствие нагрева или наклепа поверхности при механической обработке.
2.2. Минимальная толщина испытуемого образца (изделия, объекта) должна быть не менее 10-кратной глубины отпечатка.
2.3. При применении специальных подставок необходимо при­нимать меры, предотвращающие прогиб образца во время изме­рения твердости.
2.4.
Испытуемый образец должен лежать на подставке устойчиво, чтобы не могло произойти его смещения во время измерения твердости.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. При измерении пластической твердости металлов стальной (твердосплавный) шарик или сферический наконечник, радиус
D
кривизны которого равен —, вдавливается в поверхность испы­туемого образца (изделия) последовательно прилагаемыми наг­рузками Pi и Р, действующими в течение определенного времени. После снятия каждой нагрузки измеряют отвечающую ей глубину отпечатков на поверхности испытуемого объекта.
Допускается производить вдавливание шарика (наконечника) силой Р в отпечаток, полученный при нагрузке Рх (см. чертеж).

3.2. Нагрузки Р и Р\ могут прилагаться как в одной и той же точке (повторно), так в разных точках испытуемой поверхности образца.
3.3. Расстояние от центра отпечатка до края образца должно быть не менее чем D, а расстояние между центрами двух сосед­них отпечатков должно быть не менее '1,5 D, где D — диаметр ша­рика.
При измерении пластической твердости на образцах или дета­лях с криволинейной поверхностью длина и ширина подготовлен­ной плоской поверхности должна равняться не менее 2D.
Измерение должно производиться таким образом, чтобы ре­зультаты его не были искажены явлением вспучивания краев образца.
3.4. Глубину отпечатка измеряют при помощи механических (типа индикаторного глубиномера) отсчетных устройств, погреш­ность которых не должна превышать 2Со­
относительная погрешность нагрузрк Pi и Р не должна превы­шать ±Ці%.
Предельные отклонения по диаметру шарика или радиусу кри­визны сферического наконечника не должны превышать 1 % от D,
3.5. Испытания считают недействительными.
) при обнаружении остаточного смятия на вершине наконеч­ника после измерения твердости, величина которого превышает 2% от глубины отпечатка, или иного поверхностного дефекта, приво­дящего к искажению заданного радиуса кривизны сферического наконечника;
) при несоблюдении условия выбора глубины отпечатков /?циЛв пределах 0,01—0,06 D.
В указанных случаях наконечник должен быть заменен другим, а испытание повторено с применением соответствующих нагрузок Р и Pi.

4. ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Число пластической твердости (НД) вычисляют по формуле
Ц ГТ _ Р Pt
А л£>(/г—Лі) ’
где Pi и Р — нагрузки, кгс;
D — диаметр шарика или удвоенный радиус кривизны сфе­рической вершины наконечника, мм;
/гц и h— глубины отпечатков, измеренные после снятия нагру­зок Pi и Р соответственно, мм.
Примечание. Числа пластической твердости, вычисленные по указанной формуле в зависимости от размеров глубин отпечатков h и hi при данном диа­метре шарика D, приведены в приложении.
4.2. При известной пластической твердости примерная глубина отпечатка (Ji) в мм может быть вычислена по формуле
h = __L__
л£>НД '
Замена
ГОСТ 2789—73 введен взамен ГОСТ 2789—59.
П рйложенйе
(Іг—ь мм
Число пластической твердости при нагрузке Pt=5 D- и нагруз­ке Р, кгс, равной
</ї“/1і)ю. мм
Число пластической твердости при нагрузке Р]—5 Р2 и нагруз­ке Р, кгс, равной

10 ГР
15 D2
20

10 О2
15 D2
20 D2
0,025
637
—
—
0,130
122
244
367
0,026
612
—
—
0,140
114
227
340
0,027
590
—
—
0,150
106
212
318
0,028
570
—
—
0,160
100
199
298
0,029 ■
550
—
—
0,170
94
187
280
0,030
530
—
—
0,180
88
177
265
0,032
497
—
—
0,190
84
167
251
0,034
468
—
—
0,200
80
159
238
0,036
442
—
—
0,210
—
151
227
0,038
420
—
•—
0,220
—
145
216
0,040
398
795
—
0,230
—
138
208
0,042
378
757
—
0,240
—
132
199
0,044
362
723
•••
0,250
—
127
191
0,046
346
691
.—
0,260,
—
122
183
0,048
332
663
—
0,270
—.
118
177
0,050
318
636
—
0,280
—.
114
170
0,052
306
611
—
0,290
—
НО
164
0,054
294
590
—
0,300
—
106
, 159
0,056
284
568
—
0,320
—,
99
149
0,058
274
548
824
0,340
—
94
140
0,060
•265
530
795
0,360
—
88
132
0,062
256
513
770
0,380
—
84
125
0,064
248
497
745
0,400
—
80
119
0,066
241
482
723
0,420

114
0,068
234
468
702
0,440
—

108
0,070
228
455
681
0,460

104
0,075
212
424
635
0,480
—

99
0,080
199
398
596
0,500

95
0,085
187
374
561
0,520

92
0,090
177
354
530

0,095
168
335
502

0,100
159
318
477

0,110
145
289
434

0,120
133
265
398

П родолжёнііё
(її—h|) io, мм
Число пластической твердости при нагрузке Pj=5 D2 и нагруз­ке Р, кгс, равной
(h— мм
Число пластической твердости при нагрузке Pi=5 D2 и нагруз­ке Р. кгс, равной

30 D1
1 40 D2
50 £>=

30 D2
40 D2
50 О2
0,090

0,280
284
398
511
0,095
838
—
—
0,290
274
384
494
0,100
796
—
—
0,300
266
372
477
0,110
716
—
.—
0,320
248
348
447
0,120
663
.—
—
0,340
234
328
421
0,130
612
856
—
0,360
221
310
398
0,140
570
795
-—
0,380
210
294
376
0,150
530
741
—
0,400
199
278
358
0,160
497
695
—
0,420
189
266
341
0,170
468
655
842
0,440
181
253
325
0,180
442
620
796
0,460
173
242
311
0,190
419
586
754
0,480
166
232
298
0,200
398
556
716
0,500
159
222
286
0,210
379
530
682
0,520
153
214
275
0,220
362
506
650
0,540
147
206
265
0,230
346
485
623
0,560
142
199
256
0,240
332
465
596
0,580
137
192
247
0,250
318
445
573
0,600
—
186
238
0,260
306
428
550
0,620
—
180
231
0,270
294
412
530
0,640
—
—
224

Примечание. Разность глубин отпечатков (Л — hi) дана для шарика D = 10 мм. Для определения по таблице чисел твердости при испытании шари­ком диаметром D, отличным от 10 мм, разность глубин отпечатков надо умно­жить на -13 . Например, при испытании шариком D = 5 мм полученную в опы­те разность глубин (h — hi) надо умножить на 2 и число пластической твер­дости брать соответственно полученной величине (А — hi)i(>.
Общего точного метода перевода чисел пластической твердости на числа твердости по другим шкалам нс существует. Поэтому следует избегать таких переводов, за исключением частных случаев, когда благодаря сравнительным испытаниям имеется надежная основа для перевода.

ПРИЛОЖЕНИЕ к ГОСТ 18835—73

Рекомендуемое
Для определения твердости посредством имеющихся на производстве ста­ционарных статических твердомеров типа ТШ-2 без их реконструкции и пере­делки может применяться приспособление, приведенное на чертеже.
Общий вид приспособления для измерения глубины отпечатка непосредственно
на твердомере типа ТШ-2

Приспособление состоит из специальной втулки 1, закрепленной па корпусе прибора ТШ-2 специальными винтами (для крепления используются резьбовые отверстия, имеющиеся на передней стенке твердомера ТШ-2), шарнирного крон­штейна 2, в котором неподвижно закреплен индикатор 3 часового типа с нож­кой, заканчивающейся шаровым индентором, закрепленным в обойме 4. Обойма с индентором крепится на ножке индика