Среди разнообразных методов контроля механических свойств металлов методы определения твердости занимают одно из основных мест. Это объясняется тем, что по величине твердости металла судят о целом комплексе его механических свойств, необходимых при обработке и использовании металла.
При определении твердости металл подвергают статическому или динамическому нагружению путем вдавливания в поверхностный слой наконечника, выполненного в виде шарика, конуса, пирамиды, призмы или цилиндра.
Определение твердости металлов может производиться на образцах и непосредственно в конструкциях на строительной площадке.
Измерение твердости в образцах ведется в лабораторных условиях с помощью стационарных приборов гидравлического типа. Для измерения твердости непосредственно в конструкциях используются легкие переносные приборы, обеспечивающие оперативность при испытании отдельных участков, узлов и закладных деталей строительных конструкций.
Среди, многочисленных методов определения твердости путем вдавливания твердого наконечника наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла и Виккерса. Основные параметры приборов, основанных на этих методах в соответствии с ГОСТ 7038-63, приведены в табл. 13.
В настоящее время для измерения твердости разработан универсальный прибор, объединяющий все три или два любых метода.
Измерение твердости по методу Бринелля. Для определения твердости по методу Бринелля используются стационарные приборы гидравлического типа. Наибольшее распространение получил прибор типа ТШ с наконечником, заканчивающимся стальным закаленным шариком диаметром 5 и 10 мм. Прибор также используется для разбраковки стали по глубине отпечатка при нагрузках 750, 1000 и 3000 кГ.
Прибор ТШ-4 (черт. № 47) состоит из основания с насосной установкой и электроаппаратурой, испытательной головки, механизма опорного стола и узла гидроаппаратуры. Испытуемый образец с ‘помощью механизма опорного стола поднимается и гидравлическим плунжером через подъемный винт прижимается к неподвижному упору испытательной головки с усилием 300-400 кГ, после чего прикладывается предварительная, затем основная нагрузки. Заглубление шарика при общей испытательной нагрузке фиксируется с помощью индикатора, закрепленного на испытательной головке.
Для определения диаметров отпечатков прибор имеет встроенный микроскоп МПБ-2.
Продолжительность полного цикла испытания зависит от возможных выдержек под нагрузкой и колеблется от 2 до 30 сек.
черт. № 47. Прибор, ТШ-4 для определения твердости по методу Бринелля; 1 — электромотор; 2 — насос с фильтром; 3 — масляный бак; 4 — плунжер; 5 — подъемный -винт; в — маховик; 7 — шариковый наконечник; 8 — испытательная головка с индикатором; 9 — манометр; 10- дроссель для регулирования скорости приложения нагрузки.
черт. № 48. Прибор ТК-2 для определения твердости по методу Роквелла:
1 — корпус; 2 -механизм подъема стола; 3 — электродвигатель; 4 — маховик; 5 — сменный стол. 9- испытательный наконечник с алмазным конусом; 7 — рычажный механизм; « — индикатор; 9 — наконечник индикатора; 10 — подвеска с грузами; 11 — шток
Время подъема опорного стола, приложения и снятия испытательной нагрузки, замера и опускания стола в исходное положение определяется настройкой реле времени. Максимальная высота рабочего пространства составляет 400 мм. Прибор предназначается для проведения испытаний образцов с твердостью не выше НВ 450.
