Brinell Sertlik

Что такое Твёрдость по Бринеллю?

В методе Бринеля к поверхности образца с определенной силой прижимается шарик из твердого металла; после снятия силы измеряется диаметр образовавшегося отпечатка в двух направлениях и рассчитывается значение твердости. Отступ относительно большой, что делает метод пригодным для неоднородных и крупнозернистых материалов.

Твёрдость по Бринеллю: цель

Цель состоит в том, чтобы получить весьма репрезентативное значение твердости для отливок, поковок и материалов с грубой структурой. Большой отступ нивелирует локальные структурные различия материала, обеспечивая более стабильный результат.

К каким изделиям применяется Твёрдость по Бринеллю?

Отливки и поковки
Горячекатаный стальной прокат
Цветные металлы и сплавы
Крупнозернистые и неоднородные материалы
Толстостенные конструктивные элементы

В каких отраслях применяется Твёрдость по Бринеллю?

МеталлАвтомобильная промышленностьАэрокосмическая промышленностьСтроительствоМашиностроение

Стандарты, связанные с Твёрдость по Бринеллю

ISO 6506-1 (Твердость по Бринеллю — метод испытаний)
ISO 6506-2 (поверка и калибровка испытательных машин)
ISO 6506-3 (калибровка эталонных образцов)
ASTM E10 (твердость металлических материалов по Бринеллю)

Твёрдость по Бринеллю: условия

Индентор: Твердый металлический шарик; диаметр выбирается в зависимости от материала и толщины
Испытательная сила: Из соотношения силы и диаметра в зависимости от диаметра шарика, согласно таблице стандарта.
Время задержки: Определено в стандарте; может быть продлен в зависимости от материала
Измерение: Диаметр отпечатка измеряется в двух перпендикулярных направлениях и усредняется.

Оборудование для Твёрдость по Бринеллю

Машина для определения твердости по Бринеллю
Инденторы с шариками из твердого металла
Микроскоп для измерения отпечатков или автоматическая система анализа изображений
Эталонные образцы твердости
Оборудование для подготовки поверхности образцов

Требования к образцам для Твёрдость по Бринеллю

Поверхность должна быть гладкой и достаточно чистой, чтобы можно было измерить вмятины.
Толщина образца должна быть достаточной, чтобы углубление не оказывало влияния на заднюю поверхность.
Точки измерения должны находиться на расстоянии от края и друг от друга на расстояния, определенные стандартом.
Образец необходимо поддерживать, чтобы он не двигался во время испытания.
Подготовка поверхности не должна нагревать материал и изменять его структуру.

Твёрдость по Бринеллю: продолжительность

Одно измерение занимает несколько минут. Общая продолжительность зависит от количества точек измерения и подготовки поверхности.

Твёрдость по Бринеллю: порядок проведения

1Поверхность образца подготавливается и очищается.
2Диаметр шарика и испытательное усилие выбираются из таблицы стандартов.
3Машина проверяется с помощью эталонного образца.
4Сила прикладывается плавно и удерживается в течение определенного времени.
5Силу снимают и диаметр отпечатка измеряют в двух направлениях.
6Значение твердости рассчитывается или считывается с машины.
7Измерение повторяют количество раз, определенное стандартом.

Твёрдость по Бринеллю: критерии приёмки

Стандарт метода определяет, как проводится тест, а не каким должен быть результат. Предел приемки определяется стандартом материала, спецификацией продукта или техническим чертежом клиента; поэтому на этой странице нет числовых ограничений.

Оценка результатов

В результате указывается полное обозначение с указанием диаметра шарика и использованной силы (например, HBW 10/3000). Значения Бринелля, полученные в разных условиях, напрямую не сопоставимы. Преобразование твердости в прочность на растяжение производится только с использованием таблиц, действительных для соответствующего материала.

Твёрдость по Бринеллю: протокол

Идентификация образца, тип материала и номер отливки/партии, если таковые имеются.
Геометрия, размеры и метод подготовки образца
Применяются стандартные и испытательные условия
Температура испытания и условия окружающей среды
Измеренные значения и расчетные величины
Фотографии поверхности излома или вмятин (если применимо)
Неопределенность измерения (по запросу)
Заявление о том, что результат применим только к образцу, представленному на испытания.

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

EN 10204 (документы по контролю металлических изделий)
Регламент ЕС 305/2011 о строительной продукции (для продукции, используемой в строительстве)
Гармонизированные стандарты, применяемые в зависимости от семейства продуктов

Mekanik Testler — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Твёрдость по Бринеллю; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Механические испытания измеряют поведение материала или детали под нагрузкой. Семейство охватывает статическое нагружение (растяжение, сжатие, изгиб), зависящее от времени поведение (усталость, ползучесть), а также твёрдость и износ вплоть до трещиностойкости.

Общая черта этих испытаний в том, что результат сообщается как СВОЙСТВО МАТЕРИАЛА. Предел текучести или твёрдость — не решение о соответствии; это числовые данные, с которыми будут сравниваться конструкция и стандарт продукта. Поэтому протоколы механических испытаний обычно служат исходными данными для инженерного решения, а не для утверждения продукта — выбор материала, коэффициент запаса, прогноз срока службы.

Различие между статическим и динамическим поведением — ключ к пониманию этой области. Деталь может казаться совершенно ненапряжённой под статической нагрузкой, но сломаться при повторной нагрузке; усталостное разрушение происходит при напряжениях значительно ниже предела текучести и не даёт предупреждения. Для вращающихся, вибрирующих или циклически нагружаемых деталей испытание на растяжение само по себе поэтому не является достаточным доказательством.

Условия испытания определяют результат, и это критично для читаемости отчёта: геометрия образца, скорость нагружения, температура, кондиционирование и схема захвата. Один и тот же материал даёт разные значения при разных условиях. В пластиках эффект скорости очень выражен, в металлах — эффект температуры; в композитах ориентация образца полностью меняет результат.

Твёрдость — наиболее неправильно используемое измерение в этой области. Поскольку она быстрая, почти неразрушающая и недорогая, её часто используют вместо прочности. Таблицы пересчёта твёрдости в прочность существуют, но они ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫ и зависят от группы материала; использовать их как единственное доказательство при приёмке материала неправильно.

Область механики разрушения требует особой компетенции. Измерения трещиностойкости и скорости роста усталостной трещины позволяют рассчитать, как долго продержится растрескавшаяся конструкция; они являются основой проектирования, допускающего повреждения, в таких областях, как оборудование под давлением, авиационные конструкции и трубопроводы.

Группы методов в этой области

Статические испытания
Растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и кручение. Получают предел текучести и прочность на растяжение, удлинение и модуль упругости.
Испытания на удар
Ударная вязкость по Шарпи и Изоду с надрезом; вязко-хрупкий переход материала определяется в зависимости от температуры.
Твердость
Бринелль, Виккерс, Роквелл, Шор и микротвёрдость. Ценно для глубины поверхностной обработки и локальных различий прочности.
Усталость
Осевая усталость с контролем силы и деформации, усталость при изгибе; кривые Вёлера (S-N) и предел выносливости.
Ползучесть и релаксация напряжений
Поведение под долговременной нагрузкой при высокой температуре; определяющий фактор для материалов котлов, турбин и оборудования под давлением.
Механика разрушения
Трещиностойкость в условиях плоской деформации, J-интеграл, CTOD и скорость роста усталостной трещины.
Износ и трение
Истирание по Табору и на вращающемся барабане, измерения коэффициента трения.

Часто путаемое в этой области

Расчёт прочности по твёрдости приблизителен; его нельзя использовать как единственное доказательство при приёмке материала.
Достаточная статическая прочность не подтверждает усталостную прочность; циклически нагружаемая деталь требует отдельного испытания.
Если скорость и температура испытания не указаны, результат нельзя сравнивать — особенно для полимеров и композитов.
Испытательный образец и реальная деталь могут давать разные значения; ориентация при формовании, линии спая и различия в обработке поверхности — всё это влияет на результат.
Значение прочности, указанное для композита без указания ориентации образца, не имеет смысла.
Аналоги ASTM и ISO измеряют одну и ту же величину, но используют разную геометрию образцов; результаты не считаются напрямую эквивалентными.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Верификация конструкции и выбор материала
Входной контроль материалов и одобрение поставщика
Выполнение механических требований стандарта на продукцию
Анализ отказов, прогнозирование срока службы и расчёт живучести при повреждении
Проверка процессов термической и поверхностной обработки

Связанные тесты

Твёрдость по Бринеллю: частые вопросы

Когда Бринелл непригоден?

Для тонких срезов, закаленных поверхностей или мелких деталей отступ слишком велик. В этих случаях предпочтительнее использовать Виккерс или Роквелл.

Можно ли рассчитать прочность на разрыв по твердости?

Только приблизительно и только для материалов с доступной таблицей преобразования. Преобразование не является универсальным; для получения окончательного значения необходимо провести испытание на растяжение.