5. Другие методы
определения твердости
Помимо методов определения
твердости прн статическом вдавливании нндентора, ограниченно
применяют также методы царапания и динамические способы оценки
твердости.
Метод царапания состоит в
нанесении царапины на поверхности образца алмазным или другим
недеформнрующимся индентором, находящимся под постоянной нагрузкой.
Метод не стандартизован и на практике используют различные критерии
твердости царапанием //ц. Часто за Нц принимают одну из следующих
характеристик:
1) величину
нагрузки Р, при которой
получается царапина заданной ширины (обычно Ь = \0 мкм);
2) ширину
царапины при заданной нагрузке;
3) величину,
обратно пропорциональную ширине или квадрату ширины царапины при
определенной нагрузке, например Яц=10000/62 при
Я=0,ЗН. Наиболее правильно, по-видимому, оценивать число твердости
царапанием как отношение вертикальной нагрузки Р к проекции
царапины иа поверхности образца:
В этом случае единица
измерения Иц получается такой же, как и
других чисел твердости, определяемых при вдавливании
нндентора.
В качестве индеитооа
используют либо конус с углом при вершине 90° (реже 120°), либо трех-
или четырехгранную пирамиду. Образцы перед испытанием полируют. Для
измерения ширины царапины, не превышающей обычно несколько десятков
микрометров, применяют измерительный микроскоп.
Твердость методом царапания
определяют в условиях местного разрушения металла, а не в условиях
упругого или пластического деформирования. При образовании царапины
металл сначала пластически деформируется, а затем, когда напряжения
достигают величины, соответствующей сопротивлению разрушению (путем
среза), происходит разрыв. Так как для одного и того же металла
истинное сопротивление разрыву Sk практически не зависит от
степени предварительного иаклепа, величина Иц не связана со способом
подготовки поверхности.
Между характеристиками
твердости царапанием и Sh существуют определенные
связи. Например, по Н. Н. Давиденкову, в случае использования
алмазного конуса с углом 90° 5д=40(1/6о,б—22,5), МПа, где
Ьо,5 — ширина царапины при нагрузке 0,5Н.
Величина #ц
характеризует также износостойкость материала, его обрабатываемость
резанием.
Из динамических методов
определения твердости наиболее известен метод упругого отскока бойка
(твердость по Шору, ГОСТ 2373— 78). Твердость определяется при помощи
бойка с алмазным наконечником, который падает иа поверхность образца
с фиксированной высоты. Энергия бойка расходуется на упругую и
пластическую деформацию в месте удара и на последующее поднятие
бойка. Чем больше высота подъема бойка после удара, тем, следовательно,
меньшая эиер-