Сравнение чисел твердости металлов и сплавов по различным шкалам гост
Обновлено: 30.06.2024
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 877-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.063-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2014 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г.
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2021 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на государственную поверочную схему (см. приложение А) для средств измерений твердости металлов и сплавов по шкалам Виккерса (числа HV) и устанавливает порядок передачи значений твердости в числах HV от государственного первичного специального эталона с помощью рабочих эталонов рабочим средствам измерений с указанием применяемых методов поверки.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.335-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Меры твердости эталонные. Методика поверки
ГОСТ 2999-75 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу
ГОСТ 9450-76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников
ГОСТ 23677-79 Твердомеры для металлов. Общие технические требования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 метод измерений твердости металлов по Виккерсу: Метод измерений, описанный в ГОСТ 2999-75 и в ГОСТ 9450-76, при котором алмазный наконечник в форме правильной четырехгранной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями при вершине вдавливают в поверхность испытуемого образца под действием нагрузки (статической силы) в течение определенного времени, после снятия нагрузки измеряют длины диагоналей восстановленного отпечатка.
Примечание - Число твердости по Виккерсу определяют по формуле
где - постоянная, равная 0,1891;
- нагрузка, используемая при измерениях, Н;
- среднее арифметическое длин диагоналей и , мм.
3.2 шкалы твердости металлов по Виккерсу, HVn: Совокупность возможных значений твердости в числах HV, определяемых методом Виккерса при заданной статической нагрузке , прилагаемой к алмазному наконечнику.
Примечание - Обозначение шкал твердости металлов по Виккерсу - HVn, где n - цифра (см. приложение Б), соответствующая прилагаемой к алмазному наконечнику статической нагрузке, Н.
3.3 размах значений HV, : Интервал между наибольшим и наименьшим значениями чисел твердости HV, полученными при измерениях в ряде точек, расположенных равномерно по рабочей поверхности меры твердости по шкале Виккерса.
3.4 результат измерений HV: Медиана - значений ряда результатов наблюдений, расположенных в порядке возрастания.
Примечание - Например, третье из пяти расставленных в порядке возрастания значений чисел , полученных при измерениях в пяти точках, расположенных равномерно по рабочей поверхности меры твердости по шкале Виккерса.
3.5 абсолютная погрешность рабочих средств измерений : Отклонение результата измерений числа твердости от значения, присвоенного эталонной мере твердости при поверке.
3.6 расширенная неопределенность результата измерений : Параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий дисперсию значений, которые могут быть обоснованно приписаны измеряемой величине.
3.7 эталонная мера твердости по шкале Виккерса: Мера твердости, применяемая при поверке приборов для измерений твердости по методу Виккерса.
4 Государственный первичный специальный эталон
Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю .
Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».
Сравнение чисел твердости металлов и сплавов по различным шкалам гост
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
Государственная система обеспечения единства измерений
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПО ШКАЛАМ ВИККЕРСА
State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification schedule
for means measuring the metals and alloys hardness on Vickers scales
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 31 от 8 июня 2007 г.)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 июля 2007 г. N 199-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.063-2007 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 мая 2008 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
Настоящий стандарт распространяется на государственную поверочную схему (см. приложение А) для средств измерений твердости металлов и сплавов по шкалам Виккерса (числа ) и устанавливает порядок передачи значений твердости в числах от государственного специального эталона при помощи рабочих эталонов рабочим средствам измерений с указанием применяемых методов поверки.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3.1 твердость металлов по Виккерсу: Нанесение на подготовленную поверхность металлического образца отпечатка под действием статической нагрузки, приложенной к алмазному наконечнику в течение определенного времени, и измерение параметров отпечатка.
Примечание - Наконечник имеет форму правильной пирамиды с квадратной базой и углом между противоположными гранями при вершине 136°. После удаления нагрузки измеряют длины диагоналей восстановленного отпечатка.
Число твердости по Виккерсу определяют по формуле
где - нагрузка, используемая при измерении, Н;
- среднее арифметическое длин диагоналей и , мм;
- постоянная, равная 0,1891.
3.2 шкалы твердости металлов по Виккерсу, : Совокупность возможных значений твердости в числах , определяемых методом Виккерса при заданной статической нагрузке , прилагаемой к алмазному наконечнику.
Определение твердости металлов и сплавов
Данный метод заключается во вдавливании шарика, который изготавливается из стали или твёрдого сплава, в испытуемый объект с некоторой силой направленной перпендикулярно, и последующего измерения полученного диаметра отпечатка.
Твердость по Бринеллю имеет своё символьное обозначение:
НВ – наносится в случае использования стального шарика;
HBW – в данном случае применяется шарик из твёрдого сплава.
Перед буквенным обозначением указывается цифровое значение твёрдости, а после него диаметр шарика, значение силы воздействия и время выдержки, если она отлична от 10 до 15 секунд.
250 НВ 5/750 – твердость по Бринеллю 250 , использовался пяти миллиметровый стальной шарик, сила воздействия составляла 750 кгс ( 7355 Н ). Продолжительность выдержки не указана, это означает, что она находится в пределах от 10 до 15 секунд;
575 HBW 2,5/187,5/30 – твердость по Бринеллю 575 , используется твердосплавный шарик с диаметром 2,5 мм , приложенная сила равна 187,5 кгс ( 1839 Н ) а выдержка составляет 30 секунд.
При силе 3000 кгс ( 29420 Н ) приложенной твердосплавным или стальным десятимиллиметровым шариком к поверхности образца или изделия с выдержкой от десяти до пятнадцати секунд указывают только твёрдость и символы.
Пример: 190 НВ , 600 HBW .
Метод Виккерса
Данным методом твёрдость измеряется по средствам вдавливания алмазного наконечника с геометрической формой правильной четырехгранной пирамиды в испытуемый объект и последующим замером диагоналей получившегося отпечатка после его выведения.
Твердость по Виккерсу обозначают цифрами в зависимости от величины твердости и буквами HV .
450 HV – твердость по Виккерсу соответствует значению 450 , приложенная сила 30 кгс и время затраченное на выдержку 10 – 15 секунд.
220 HV 10 / 40 – твердость по Виккерсу ровна значению 220 , сила ровна 98,07 Н ( 10 кгс ), выдержка 40 секунд.
Общего точного перевода чисел твердости, измеренных алмазной пирамидой (по Виккерсу), на числа твердости по другим шкалам или на прочность при растяжении не существует. Поэтому следует избегать таких переводов, за исключением частных случаев, когда благодаря сравнительным испытаниям имеются основания для перевода.
Метод Роквелла
Данный метод основан на внедрение в поверхность тела алмазного конусного или стального сферического наконечника под действием двух последовательных сил с последующим определением глубины проникновения наконечника. Причём замер производится после отключения основной силы.
Обозначение твёрдости по Роквеллу наносится символами, HR перед которыми указывается цифровое значение твердости, а после символ принадлежности к определённой шкале.
Пример: 24,8 HRC – твердость по Роквеллу 24,8 единиц по шкале С .
Для унификации измерений был введён специальный эталон для шкал твердости Роквелла и Супер-Роквелла ( ГОСТ 8.064 – 94 ), которые приведены в таблице ниже.
В последующих таблицах приводятся приближенные соотношения между значениями твердости, выявленные различными методами.
Таблица соответствия шкал твердости / Hardness equivalent table
Хотя низкоуглеродистая сталь является относительно мягкой, с помощью процесса, которые называется цементацией, ее можно сделать значительно тверже. Этот процесс термической обработки буквально заставляет сталь поглощать углерод из твердой, жидкой или газообразной среды богатой углеродом. Обычно углерод поглощается только поверхностным слоем стали. Это дает очень твердый поверхностный слой детали, что полезно, например, для износостойкости. Сердцевина детали остается малоуглеродистой и поэтому пластичной и вязкой. Это весьма благоприятно для надежности и стойкости к хрупкому разрушению для детали в целом
МЕТОД БРИНЕЛЛЯ
Метод измерения твердости металлов по Бринеллю регламентирует ГОСТ 9012-59 (ИСО 6506-81. ИСО 410-82) (в редакции 1990 г.).
Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием силы, приложенной перпендикулярно поверхности образца в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия силы.
Твердость по Бринеллю обозначают символом НВ или HBW.
НВ — при применении стального шарика (для металлов и сплавов твердостью менее 450 единиц); HBW — при применении шарика из твердого сплава (для металлов и сплавов твердостью более 450 единиц).
Символу НВ (HBW) предшествует числовое значение твердости из трех значащих цифр, а после символа указывают диаметр шарика, значение приложенной силы (в кгс). продолжительность выдержки, если она отличается от 10 до 15 с.
250 НВ 5/750
— твердость по Бринеллю 250, определенная при применении стального шарика диаметром 5 мм при силе 750 кгс (7355 Н) и продолжительности выдержки от 10 до 15 с.
575 HBW 2,5/187,5/30
— твердость по Бринеллю 575, определенная при применении шарика из твердого сплава диаметром 2,5 мм при силе 187,5 кгс (1839 Н) и продолжительности выдержки 30 с.
При определении твердости стальным шариком или шариком из твердого сплава диаметром 10 мм при силе 3000 кгс (29420 Н) и продолжительности выдержки от 10 до 15 с твердость по Бринеллю обозначают только числовым значением твердости и символом НВ или HBW.
Пример обозначения: 185 НВ, 600 HBW.
МЕТОД ВИККЕРСА
Метод измерения твердости черных и цветных металлов и сплавов при нагрузках от 9,807 Н (1 кгс) до 980,7 Н (100 кгс) по Виккерсу регламентирует ГОСТ 2999 — 75* (в редакции 1987 г.).
Измерение твердости основано на вдавливании алмазного наконечника в форме правильной четырехгранной пирамиды в образец (изделие) под действием силы, приложенной в течение определенного времени, и измерении диагоналей отпечатка, оставшихся на поверхности образца после снятия нагрузки.
Твердость по Виккерсу при условиях испытания — силовое воздействие 294.2 Н (30 кгс) и время выдержки под нагрузкой 10 … 15 с. обозначают цифрами, характеризующими величину твердости, и буквами HV.
Пример обозначения: 500 HV
— твердость по Виккерсу, полученная при силе 30 кгс и времени выдержки 10 … 15 с.
При других условиях испытания после букв HV указывают нагрузку и время выдержки.
Пример обозначения: 220 HV 10/40
— твердость по Виккерсу, полученная при силе 98,07 Н (10 кгс) и времени выдержки 40 с.
Общего точного перевода чисел твердости, измеренных алмазной пирамидой (по Виккерсу), на числа твердости по другим шкалам или на прочность при растяжении не существует. Поэтому следует избегать таких переводов, за исключением частных случаев, когда благодаря сравнительным испытаниям имеются основания для перевода.
МЕТОД РОКВЕЛЛА
Метод измерения твердости металлов и сплавов по Роквеллу регламентирует ГОСТ 9013 — 59* (в редакции 1989 г.).
Сущность метода заключается во внедрении в поверхность образца (или изделия) алмазного конусного (шкалы А. С. D) или стального сферического наконечника (шкалы В. Е. F. G. Н. К) под действием последовательно прилагаемых предварительной и основной сил и в определении глубины внедрения наконечника после снятия основной силы.
Твердость по Роквеллу обозначают символом HR с указанием шкалы твердости, которому предшествует числовое значение твердости из трех значащих цифр.
Пример обозначения: 61,5 HRC
— твердость по Роквеллу 61,5 единиц по шкале С.
СРАВНЕНИЕ ЧИСЕЛ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПО РАЗЛИЧНЫМ ШКАЛАМСРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА ТВЕРДОСТИ по DIN 50150
С целью обеспечения единства измерений введен государственный специальный эталон для воспроизведения шкал твердости Роквелла и Супер-Роквелла и передачи их при помощи образцовых средств измерений (рабочих эталонов) рабочим средствам измерений, применяемым в стране (ГОСТ 8.064 — 94).
ДИАПАЗОНЫ ШКАЛ ТВЕРДОСТИ по РОКВЕЛЛУ и СУПЕР-РОКВЕЛЛУ, ВОСПРОИЗВОДИМЫХ ЭТАЛОНОМ по ГОСТ 8.064-94
| Шкалы | Диапазоны измерений |
| Роквелла A B C | 70 — 93 HRA 25 — 100 HRB 20 — 67 HRC |
| Супер-Роквелла N 15 N 30 N 45 T 15 T 30 T 45 | 70 — 94 HRN 15 40 — 86 HRN 30 20 — 78 HRN 45 62 — 93 HRT 15 15 — 82 HRT 30 10 — 72 HRT 45 |
Твердая цементация стали
При твердой цементации детали укладывают в ящик с карбюрозатором. Карбюрозатор – это науглераживающее вещество, обычно древесный уголь с различными добавками. При температуре 900-950 º кислород воздуха соединяется с углеродом древесного угля с образованием окиси углерода. При соприкосновении с железом оксиь углерода разлагается на углекислый газ и атомарный углерод, который и поглощается поверхностью детали. Твердая цементация применяется в мелкосерийном и единичном производстве, например, в сельских кузницах.
Закалка и отпуск высокоуглеродистой стали
Высокоуглеродистые стали обычно обладают высокой твердостью уже как бы сами по себе. Однако процесс закалки может сделать их значительно тверже, хотя при этом они становятся более хрупкими. Поэтому закалку почти всегда совмещают с отпуском. В результате отпуска твердость стали снижается, а пластичность повышается.
После отжига, нормализации или отпуска углеродистая сталь состоит из феррита, свободного и пластинчатого, и включений карбидов (цементита). Феррит обладает низкой прочностью и высокой пластичностью. Цементит же имеет очень высокую твердость (около 800 НВ) и практически нулевую пластичность. При малом количестве цементитных включений пластическая деформация развивается относительно легко и твердость стали поэтому невысока.
Измерение твердости («hardness testing»)
Измерение твердости металлов – твердометрия («hardness testing») или дюрометрический анализ является основным неразрушающим методом оценки прочностных характеристик при экспертизе металлов. Если давать каноническое определение, то твердость – это способность материала сопротивляться пластической деформации. Твердометрия крайне широко используется в металловедческой экспертизе, благодаря скорости и простоте проведения исследования. Зачастую не нужна даже пробоподготовка, а твердость измеряют на готовом изделии.
Теперь о том, как же проводится измерение твердости. Определенной формы индентор (о формах которого поговорим ниже) вдавливается в исследуемы материал с заданной нагрузкой в течении регламентированного периода времени (5-15 с.). После снятия нагрузки в материале остается след от индентора – вмятина, площадь которой определяют. Отношение вдавливающей нагрузки к площади полученного отпечатка и является значением твердости, измеряется в кгс/мм2.
Методов твердости существует множество, все они отличаются только типом индентора, а принцип везде один и тот же. В экспертизе металлов основными видами измерения твердости являются:
Читайте также: