16-10-2023
Ме́тод Брине́лля — один из основных методов определения твёрдости.
Содержание |
Метод предложен шведским инженером Юханом Августом Бринеллем (1849—1925) в 1900 году, и стал первым широко используемым и стандартизированным методом определения твёрдости в материаловедении.
Этот метод относится к методам вдавливания. Испытание проводится следующим образом: вначале дают небольшую предварительную нагрузку для установления начального положения индентора на образце, затем прилагается основная нагрузка, образец выдерживают под её действием, измеряется глубина внедрения, после чего основная нагрузка снимается. При определении твёрдости методом Бринелля, в отличие от метода Роквелла, измерения производят до упругого восстановления материала. Индентор (полированный закалённый стальной шарик) вдавливают в поверхность испытуемого образца (толщиной не менее 4 мм) с регламентированным усилием. Через 30 с после приложения нагрузки измеряют глубину отпечатка. В другом варианте усилие прилагается до достижения регламентированной глубины внедрения. Твёрдость по Бринеллю HB рассчитывается как «приложенная нагрузка», делённая на «площадь поверхности отпечатка»:
где — приложенная нагрузка, Н;
— диаметр шарика, мм;
— диаметр отпечатка, мм,
или по формуле:
,
где — глубина внедрения индентора.
Нормативными документами определены диаметры индентора, время экспозиции, глубина внедрения индентора.
В разных спецификациях эти значения различны.
Твёрдость по шкале Бринелля выражают в кгс/мм².
Для определения твёрдости по методу Бринелля используют различные твердометры, как автоматические, так и ручные.
Материал | Твёрдость |
---|---|
Мягкое дерево, например сосна | 1,6 HBS 10/100 |
Твёрдое дерево | от 2,6 до 7,0 HBS 10/100 |
Алюминий | 15 HB |
Медь | 35 HB |
Дюраль | 70 HB |
Мягкая сталь | 120 HB |
Нержавеющая сталь | 250 HB |
Стекло | 500 HB |
Инструментальная сталь | 650—700 HB |
Для стали
где — предел прочности.
где — предел текучести.
Для алюминиевых сплавов
Для медных сплавов
Результаты измерения твёрдости по методу Бринелля могут быть переведены с помощью таблиц в единицы твёрдости по методам Виккерса и Роквелла. В свою очередь, измерения твёрдости двумя последними методами могут быть переведены в единицы твёрдости по методу Бринелля. Следует отметить, что таблицы перевода в разных нормативных документах отличаются.
Твердость по Бринеллю.