Анализ методов измерения твердости и перспективы их совершенствования

Abstract

Аннотация. Дан анализ методов оценки твердости на основе вдавливания индентора. Представлено краткое описание состояния вопроса о методах оценки твердости металлических изделий. Описаны предложенные ранее и применяемые в настоящее время методы оценки твердости материалов и указаны авторы, предложившие их. Описано две схемы вдавливания шарика по методу Бринелля и приведено сопоставление параметров отпечатка шариками вдавливанием в зависимости от прилагаемой нагрузки. Приведено два алгоритма расчета твердости по методу Бринелля. Представлены схемы отпечатков, показывающих наращивание и вмятие металла по краям отпечатка, которые в большей степени зависят от упруго-пластических свойств материалов. Описаны результаты экспериментальных исследований по изменение глубины невосстановленного и восстановленного отпечатков от величины нагрузки. Указаны основные недостатки метода оценки твердости металлов по Бринеллю, заключающиеся в непостоянстве геометрических размеров отпечатков, неточности определения диаметра отпечатка и исключения из рассмотрения важнейшей характеристики материала – склонности к наклепу. Выявлены существенные недостатки, которые искажают физическую природу деформирования и разрушения материалов. Представлено описание метода измерения твердости металлов, основанного на определении непосредственным измерением глубины восстановленного отпечатка после удаления индентора или расчетом по формулам. Описан метод измерения твердости металлов, основанный на оценке твердости по диаграмме, охватывающей несколько значений. Отмечено, что существует адекватная функциональная зависимость усталости металлов с показателями твердости по методу Бринелля. Установлена необходимость отслеживания момента перехода упругой деформации в пластическую. Указано, что при разработке нового метода измерения твердости необходимо осуществлять сравнение результатов при напряжениях, измеряемых при одинаковых деформациях. Сформулированы перспективные направления оценки физико-механических характеристик материалов.