тора) определенной формы и размера. Эта формулировка пригодна не для всех существующих методов оценки твердости. Разнообразие этих методов н разный физический смысл чисел твердости затрудняют выработку общего определения твердости как механического свойства. В разных методах н при различных условиях проведения испытания числа твердости могут характеризовать упругие свойства, сопротивление малым пли большим пластическим деформациям, сопротивление материала разрушению.
По широте применения испытания иа твердость, особенно при комнатной температуре, конкурируют с наиболее распространенными испытаниями на статическое растяжение. Это объясняется простотой, высокой
производительностью, отсутствием разрушения образца, возможностью оценки свойств отдельных структурных составляющих и тонких слоев на малой площади, легко устанавливаемой связью результатов определения твердости с данными других испытаний. Прн измерении твердости в поверхностном слое образца под индентором возникает сложное напряженное состояние, близкое к объемному сжатию, которое характеризуется наибольшим коэффициентом мягкости (л>2) по сравнению с другими видами механических испытаний. Поэтому возможны получение «пластических» состояний, исключение разрушения и оценка твердости практически любых, в том числе и хрупких металлических материалов.
Способы определения твердости делят на статические и динамические — в зависимости от скорости приложения нагрузки, а по способу ее приложения — на методы вдавливания н царапания. Наиболее распространены методы, в которых используется статическое вдавливание нндентора нормально поверхности образца.
Во всех методах испытания на твердость очень важно правильно подготовить поверхностный слой образца. Он должен по возможности полно характеризовать материал, твердость которого необходимо определить. Вес поверхностные дефекты (окалина, выбоины, вмятины, грубые риски н т. д.) должны быть удалены. Требования к качеству испытуемой поверхности зависят от применяемого нндентора и величины прилагаемой нагрузки. Чем меньше глубина вдавливания нндентора, тем выше требуется чистота поверхности и тем более строго нужно следить, чтобы свойства поверхностного слоя не изменились вследствие наклепа или разогрева при шлифовании и полировке.
Нагрузка прилагается по оси вдавливаемого нндентора перпендикулярно к испытуемой поверхности. Для соблюдения этого условия плоскость испытуемой поверхности образца должна быть строго параллельна опорной поверхности. Неплоские образцы крепят на специальных опорных столиках, входящих в комплект
твердомеров.
Результаты испытаний на твердость зависят от продолжительности приложения нагрузки к вдавливаемому нндеитору н выдержки под нагрузкой. Прн постоянной нагрузке Р линейный размер отпечатка
(75)где т — время выдержки нндентора иод нагрузкой; b, п —
коэффициенты, зависящие от свойств материала и величины Р.
В зависимости от т различают кратковременную и длительную твердость. В стандартных методах определяют кратковременную твердость при комнатной температуре. Здесь обычно т=10н-30 с. Длительная твердость оценивается прн повышенных температурах н используется как характеристика жаропрочности материала.
Определяя твердость всеми методами (кроме мнкротвердости), измеряют суммарное сопротивление металла внедрению в нею нндентора, усредняющее твердость всех имеющихся структурных
составляю-
