ГОСТ 9450-76

Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников

Заменяет
Страница 1

Страница 1

Страница 2

Страница 2

Страница 3

Страница 3

Страница 4

Страница 4

Страница 5

Страница 5

Страница 6

Страница 6

Страница 7

Страница 7

Страница 8

Страница 8

Страница 9

Страница 9

Страница 10

Страница 10

Страница 11

Страница 11

Страница 12

Страница 12

Страница 13

Страница 13

Страница 14

Страница 14

Страница 15

Страница 15

Страница 16

Страница 16

Страница 17

Страница 17

Страница 18

Страница 18

Страница 19

Страница 19

Страница 20

Страница 20

Страница 21

Страница 21

Страница 22

Страница 22

Страница 23

Страница 23

Страница 24

Страница 24

Страница 25

Страница 25

Страница 26

Страница 26

Страница 27

Страница 27

Страница 28

Страница 28

Страница 29

Страница 29

Страница 30

Страница 30

Страница 31

Страница 31

Страница 32

Страница 32

Страница 33

Страница 33

Страница 34

Страница 34

Страница 35

Страница 35


ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

ИЗМЕРЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ
ВДАВЛИВАНИЕМ АЛМАЗНЫХ
НАКОНЕЧНИКОВ

 

ГОСТ 9450-76
(СТ СЭВ 1195-78)

 

 

 

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИЗМЕРЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ
ВДАВЛИВАНИЕМ АЛМАЗНЫХ НАКОНЕЧНИКОВ

Measurements microhardness by diamond instruments indentation

ГОСТ
9450-76

(СТ СЭВ 1195-78)

Дата введения 01.01.77

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения микротвердости изделий и образцов из металлов, сплавов, минералов, стекол, пластмасс, полупроводников, керамики, тонких листов, фольги, пленок, гальванических, диффузионных, химически осажденных и электроосажденных покрытий вдавливанием алмазных наконечников.

Испытуемые материалы по твердости ограничены изделиями (образцами) из алмаза и их производными.

Стандарт устанавливает два метода испытаний:

по восстановленному отпечатку (основной метод);

по невосстановленному отпечатку (дополнительный метод).

Настоящий стандарт соответствует СТ СЭВ 1195-78 в части измерения микротвердости металлов методом восстановленного отпечатка четырехгранной пирамидой с квадратным основанием (по Виккерсу).

1. ИСПЫТАНИЯ ПО МЕТОДУ ВОССТАНОВЛЕННОГО ОТПЕЧАТКА

1.1. Испытание на микротвердость вдавливанием по методу восстановленного отпечатка заключается в нанесении на испытуемую поверхность изделия (образца) отпечатка под действием статической нагрузки, приложенной к алмазному наконечнику в течение определенного времени. После удаления нагрузки и измерения параметров полученного отпечатка число микротвердости следует определить по формулам (см. пп. 1.4 — 1.7) или по табл. 1 — 28, приведенным в приложении 1.

1.2. При испытании следует применять алмазные наконечники, форма рабочей части которых должна соответствовать указанной в таблице. Указания по выбору наконечников приведены в приложении 2.

1.3. Число микротвердости определяют делением приложенной к алмазному наконечнику нормальной нагрузки на условную площадь боковой поверхности полученного отпечатка.

1.4. Для четырехгранной пирамиды с квадратным основанием число микротвердости (HV) вычисляют по формуле

                                     (1)

если F выражена в ньютонах

если F выражена в килограмм-силах).

1.5. Для трехгранной пирамиды с основанием в виде равностороннего треугольника число микротвердости () вычисляют по формуле

                                        (2)

если F выражена в ньютонах

если F выражена в килограмм-силах).

1.6. Для четырехгранной пирамиды с ромбическим основанием число микротвердости (H) вычисляют по формуле

                                 (3)

если F выражена в ньютонах

если F выражена в килограмм-силах).

1.7. Для бицилиндрического наконечника число микротвердости () следует вычислять по формуле

                                          (4)

если F выражена в ньютонах

если F выражена в килограмм-силах).

В формулах (1) — (4) приняты следующие обозначения:

F — нормальная нагрузка, приложенная к алмазному наконечнику, Н (кгс);

S — условная площадь боковой поверхности полученного отпечатка, мм2;

l — размер отпечатка, мм;

d — среднее арифметическое длин обеих диагоналей квадратного отпечатка, мм;

R — радиус цилиндра, равный 2 мм;

α и β — углы разных заострений алмазных наконечников, град.

1.8. Микротвердость, определенную по пп. 1.4 — 1.7, обозначают соответственно HV, , H и  c указанием нагрузки в кгс и продолжительности ее приложения. Для микротвердости HV продолжительность приложения нагрузки не указывают, если она в пределах 10 — 15 с.

Примеры условных обозначений

Микротвердость, определенная четырехгранной пирамидой с квадратным основанием при нагрузке 0,098 Н, приложенной в течение 15 с: HV 0,01.

Микротвердость, определенная четырехгранной пирамидой с квадратным основанием при нагрузке 0,98 Н, приложенной в течение 30 с : HV 01 / 30.

Микротвердость, определенная трехгранной пирамидой с основанием в виде равностороннего треугольника при нагрузке 0,0491 Н, приложенной в течение 5 с:  0,005 / 5.

Микротвердость, определенная четырехгранной пирамидой с ромбическим основанием при нагрузке 0,098 Н, приложенной в течение 10 с: H 0,01 / 10.

2. ИСПЫТАНИЕ ПО МЕТОДУ НЕВОССТАНОВЛЕННОГО ОТПЕЧАТКА

2.1. Определение микротвердости вдавливанием по методу невосстановленного отпечатка заключается в нанесении на испытуемую поверхность изделия (образца) отпечатка под действием статической нагрузки, приложенной к алмазному наконечнику в течение определенного времени, с одновременным измерением глубины отпечатка. Число микротвердости следует определять по формулам (5) — (8).

2.2. Испытания по методу невосстановленного отпечатка следует проводить, когда требуются дополнительные характеристики материала (упругое восстановление, релаксация, ползучесть при нормальной температуре).

2.3. При испытании применяют алмазные наконечники с формой рабочей части, указанной в таблице.

2.4. Число микротвердости определяют делением приложенной к алмазному наконечнику нормальной нагрузки на условную площадь боковой поверхности отпечатка, соответствующую его измеренной глубине.

2.5. Для четырехгранной пирамиды с квадратным основанием число микротвердости (HVh) вычисляют, по формуле

                                                  (5)

если F выражена в ньютонах

если F выражена в килограмм-силах).

2.6. Для трехгранной пирамиды с основанием в виде равностороннего треугольника число микротвердости  вычисляют по формуле

                                                       (6)

если F выражена в ньютонах

если F выражена в килограмм-силах).

2.7. Для четырехгранной пирамиды с ромбическим основанием число микротвердости (Hh) вычисляют по формуле

                                                     (7)

если F выражена в ньютонах;

если F выражена в килограмм-силах).

2.8. Для бицилиндрического наконечника число микротвердости  вычисляют по формуле

если F выражена в ньютонах;

если F выражена в килограмм-силах).

В формулах (5) — (8) приняты следующие обозначения:

F — нормальная нагрузка, приложенная к алмазному наконечнику, Н (кгс);

S — условная площадь боковой поверхности полученного отпечатка, мм2;

h — глубина отпечатка, мм.

2.9. Формулы (5), (6), (7) и (8) получены из соотношений между размерами d или l и высотой h жестких геометрических тел форм рабочей части алмазных наконечников (см. таблицу):

 

 

Наименование алмазных наконечников

Параметры заострения алмазных наконечников

Форма отпечатков

1. Четырехгранная пирамида с квадратным основанием

α = 136°

2. Трехгранная пирамида с основанием в виде равностороннего треугольника

α = 65°; β = 77°; α + β = 142°

3. Четырехгранная пирамида с ромбическим основанием

α = 172°30′; β = 130°

4. Бицилиндрический наконечник

α = 136°;

R = 2 мм — радиус цилиндра

2.10. Микротвердость, определенная по пп. 2.5 — 2.8, обозначается соответственно HVh, , Hh и  с указанием нагрузки в кгс и продолжительности ее приложения.

Примеры условных обозначений

Микротвердость, определенная по высоте невосстановленного отпечатка четырехгранной пирамидой с квадратным основанием при нагрузке 0,098 Н, приложенной в течение 15 с: HVh 0,01 / 15.

Микротвердость, определенная по высоте невосстановленного отпечатка бицилиндрическим наконечником при нагрузке 0,0491 Н, приложенной в течение 5 с:  0,005 / 5.

3. АППАРАТУРА

3.1. Для измерения микротвердости алмазными наконечниками применяют приборы по ТУ 3-3.1377-83.

3.2. Приборы комплектуют алмазными наконечниками в соответствии с требованиями, установленными в ТУ 3-3.1377-83.

3.3. В процессе испытаний прибор для измерения микротвердости должен обеспечивать соблюдения следующих условий:

плавное внедрение алмазного наконечника в испытуемый материал под действием приложенной к нему нормальной нагрузки F;

сохранение постоянства действия приложенной к алмазному наконечнику нагрузки в течение установленного времени;

допускаемые погрешности нагружения не должны превышать:

для нагрузок 0,1 Н и менее — 2 % от номинального значения;

для нагрузок более 0,1 Н — 1 % от номинального значения.

3.4. Прибор должен быть защищен от воздействия возможных вибраций, передаваемых через стены, пол зданий или через стол, на котором установлен прибор, амортизирующим устройством, предусмотренным в ТУ 3-3.1377-83.

3.5. Проверка приборов перед испытанием — по ТУ 3-3.1377-83.

3.6. Прибор должен быть снабжен микроскопом для отсчета отпечатков. Калибровочный коэффициент микроскопа должен быть установлен так, чтобы погрешность не превышала ±0,5 % измеряемого значения.

Минимальное увеличение микроскопа должно быть:

200× — для отпечатков свыше 25 мкм;

300× — для отпечатков от 76 до 125 мкм;

400× — для отпечатков менее 76 мкм.

Примечание. Для измерения отпечатка при увеличении 200× применяют объектив с апертурой не менее 0,4.

4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

4.1. Поверхность испытуемого изделия (образца) должна быть свободной от загрязнения на участке нанесения отпечатка. Шероховатость испытуемой поверхности изделия (образца) не должна быть грубее Ra = 0,32 мкм, определяемой по ГОСТ 2789-73.

4.2. При подготовке поверхности испытуемого изделия (образца) необходимо принять меры предосторожности, учитывая возможное изменение твердости испытуемой поверхности вследствие нагрева или наклепа при механической обработке.

4.3. Испытуемое изделие (образец) должно быть установлено на предметном столике прибора так, чтобы в процессе испытания оно не смещалось, не прогибалось и не поворачивалось.

4.4. Поверхность изделия (образца), подлежащая испытанию, должна быть установлена перпендикулярно к оси алмазного наконечника.

4.5. Рабочая поверхность алмазного наконечника и поверхность испытуемого изделия должны быть сухими (без смазки).

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

5.1. При испытании материала изделия (образца) на микротвердость вдавливанием применяют нагрузки 0,049 (0,005); 0,0981 (0,01); 0,1962 (0,02); 0,4905 (0,05); 0,981 (0,1); 1,962 (0,2) или 0,0491 (0,005); 0,0981 (0,01); 0,1962 (0,02); 0,4905 (0,05); 0,981 (0,1); 1,962 (0,2); 4,905 (0,5) Н (кгс).

При определении микротвердости металлов четырехгранной пирамидой с квадратным основанием допускается применять нагрузки 0,0098 (0,001); 0,0196 (0,002) и 2,943 (0,3) Н (кгс).

5.2. (Исключен, Изм. № 2).

5.3. Для получения наиболее точного результата измерения микротвердости нагрузка F должна быть возможно большей.

5.4. На стороне изделия (образца), противоположной испытуемой, после нанесения отпечатка не должно быть следов деформации материала, заметных невооруженным глазом.

5.5. При измерении микротвёрдости покрытий из однородного материала (гальванических, диффузионных, цементованных и др.) на металле или на других материалах нагрузка F должна быть тем меньше, чем тоньше слой покрытия. Если толщина испытуемого слоя неизвестна, то рекомендуется провести несколько измерений при различных нагрузках: 0,098; 0,196; 0,490; 0,981 Н и т.д.

Если материал основы [сердцевина изделия (образца)] не влияет на результат измерений, то значения микротвердости совпадут или будут близки друг к другу.

Если значения микротвердости при возрастании нагрузки будут уменьшаться или увеличиваться, то нагрузку следует уменьшать до тех пор, пока две смежные нагрузки не будут давать совпадающие или близкие друг к другу результаты.

5.6. Разность размеров d или  одного отпечатка не должна превышать 3 % от меньшего значения.

5.7. Расстояние от центра отпечатка до края изделия (образца) должно быть не менее двойного размера отпечатка. Расстояние между центрами отпечатков, нанесенных на одну поверхность, должно превышать размер отпечатка более чем в три раза.

5.8. Нагружение должно осуществляться плавно, без толчков. Скорость опускания алмазного наконечника не должна сказываться на размерах отпечатка. Продолжительность выдержки должна составлять не менее 3 с.

5.9. Измерение размеров отпечатков выполняется на микроскопе в светлом поле с погрешностью отсчитывания ±0,5 от наименьшего деления шкалы при объективе увеличения 30 — 40 (численная апертура A =0,65).

5.10. Испытания проводят при температуре окружающей среды (20 ± 5) °С.

5.11. Число отпечатков и место их нанесения на изделия (образце) должно устанавливаться в нормативно-технической документации на конкретные изделия.

5.12. При измерении микротвердости изделия (образца) с криволинейной поверхностью, когда радиус кривизны на один — два порядка больше размера отпечатка, числа микротвердости имеют условное значение — для сравнения микротвердости поверхностей одинаковой кривизны.

5.13. При измерении микротвердости изделий (образцов) из неоднородных, пористых, анизотропных материалов, когда требования пп. 4.1 и 5.3 — 5.7 невыполнимы, шероховатость поверхности, величина нагрузки, время нагружения и выдержки под нагрузкой, допустимое искажение формы отпечатков, соотношение между минимальной толщиной слоя (образца) и глубиной отпечатка, введение поправочных коэффициентов на кривизну поверхности должны устанавливаться в нормативно-технической документации на конкретные изделия.

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1. Значения микротвердости вычисляют по формулам (1) — (8) или находят в таблицах приложения 1.

6.2. Размеры d или l отпечатка по его измеренной глубине h находят в таблице приложения 3.

6.3. За число микротвердости принимают среднее арифметическое результатов отдельных измерений.

6.4. Числа микротвердости разрешается округлять до целых единиц при двухзначных и более значениях и до одного — двух десятичных знака — при однозначных. Относительная погрешность округления числа микротвердости не должна превышать 2 % от измеренной величины микротвердости.

6.5. В протоколе испытания следует указать:

обозначение испытанного изделия (образца);

тип прибора с указанием характеристик примененной оптики (объектив, окуляр);

обозначение микротвердости;

размеры отпечатков;

значение микротвердости.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ЧИСЛА МИКРОТВЕРДОСТИ ПРИ ИСПЫТАНИИ ВДАВЛИВАНИЕМ АЛМАЗНЫХ НАКОНЕЧНИКОВ ПО МЕТОДУ ВОССТАНОВЛЕННОГО ОТПЕЧАТКА

Таблица 1

Числа микротвердости при испытании вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды при нагрузке 0,049 Н (5 гс)

Диагональ отпечатка d, мкм

Числа микротвердости

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

579

371

258

189

145

114

10

92,7

76,6

64,4

54,9

47,3

41,2

36,2

32,1

28,6

25,7

20

23,2

21,0

19,2

17,5

16,1

14,8

13,7

12,7

11,8

11,0

30

10,3

9,6

9,0

8,5

8,0

7,6

7,1

6,8

6,4

6,1

Таблица 2

Числа микротвердости при испытании вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды при нагрузке 0,098 Н (10 гс)

Диагональ отпечатка d, мкм

Числа микротвердости

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1159

742

515

378

290

229

10

185,4

153,2

128,8

109,7

94,6

82,4

72,4

64,2

57,2

51,4

20

46,4

42,0

38,3

35,0

32,2

29,7

27,4

25,4

23,6

22,0

30

20,6

19,3

18,1

17,0

16,0

15,1

14,3

13,5

12,8

12,2

40

11,6

11,0

10,5

10,0

9,6

9,2

8,8

8,4

8,0

7,7

Таблица 3

Числа микротвердости при испытании вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды при нагрузке 0,196 Н (20 гс)

Диагональ отпечатка d, мкм

Числа микротвердости

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

2318

1483

1030

757

579

458

10

371

306

253

219

189

165

145

128

114

103

20

92,7

84,1

76,6

70,1

64,4

59,3

54,9

50,9

47,3

44,1

30

41,2

38,6

36,2

34,0

32,1

30,3

28,6

27,1

25,7

24,4

40

23,2

22,1

21,0

20,1

19,2

18,3

17,5

16,8

16,1

15,4

50

14,8

14,3

13,7

13,2

12,7

12,3

11,8

11,4

11,0

10,7

60

10,3

10,0

9,6

9,3

9,1

8,8

8,5

8,3

8,0

7,8

Таблица 4

Числа микротвердости при испытании вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды при нагрузке 0,490 Н (50 гс)

Диагональ отпечатка d, мкм

Числа микротвердости

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

3708

2575

1892

1448

1144

10

927

766

644

549

473

412

362

321

286

257

20

232

210

192

175

161

148

137

127

118

110

30

1030

96,5

90,5

85,1

80,2

75,7

75,5

67,7

64,2

60,9

40

57,9

55,1

52,6

50,1

47,9

45,8

43,8

42,0

40,2

38,6

50

37,1

35,6

34,3

33,0

31,8

30,6

29,6

28,5

27,6

26,6

60

25,8

24,9

24,1

23,4

22,6

21,9

21,3

20,7

20,1

19,5

70

18,9

18,4

17,9

17,4

16,9

16,5

16,0

15,6

15,2

14,9

80

14,5

14,1

13,8

13,5

13,1

12,8

12,5

12,2

12,0

11,7

90

11,4

11,2

11,0

10,7

10,5

10,3

10,1

9,9

9,7

9,5

Таблица 5

Числа микротвердости при испытании вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды при нагрузке 0,981 Н (100 гс)

Диагональ отпечатка d, мкм

Числа микротвердости

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

5149

3784

2897

2289

10

1854

1532

1288

1097

946

824

724

642

572

514

20

464

420

383

351

322

297

274

254

236

221

30

206

193

181

170

160

151

143

135

128

122

40

116,0

110,0

105,1

100,3

95,8

91,6

87,6

83,9

80,5

77,2

50

74,2

71,3

68,6

66,0

63,6

61,3

59,1

57,1

55,1

53,3

60

51,5

49,8

48,2

46,7

45,3

43,9

42,6

41,3

40,1

39,0

70

37,8

36,8

35,8

34,8

33,9

33,0

32,1

31,3

30,5

29,7

80

29,0

28,3

27,6

26,9

26,3

25,7

25,1

24,5

24,0

23,4

90

22,9

22,4

21,9

21,4

21,0

20,5

20,1

19,7

19,3

18,9

100

18,5

18,2

17,8

17,5

17,1

16,8

16,5

16,2

15,9

15,6

110

15,3

15,1

14,8

14,5

14,3

14,0

13,8

13,5

13,3

13,1

120

12,9

12,7

12,5

12,3

12,1

11,9

11,7

11,5

11,3

11,1

130

11,0

10,8

10,6

10,5

10,3

10,2

10,0

9,9

9,7

9,6

Таблица 6

Числа микротвердости при испытании вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды при нагрузке 1,962 Н (200 гс)

Диагональ отпечатка d, мкм

Числа микротвердости

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3708

3065

2575

2194

1892

1648

1448

1283

1144

1027

20

927

841

766

701

644

593

549

509

473

441

30

412

386

362

341

321

303

286

271

257

244

40

232

221

210

201

192

183

175

168

161

154

50

148

143

137

132

127

123

118

114

110

107

60

103

99,7

96,5

93,4

90,5

87,8

85,1

82,6

80,2

77,9

70

75,7

73,6

71,5

69,6

67,7

65,9

61,2

62,5

60,9

59,4

80

57,9

56,5

55,1

53,8

52,6

51,3

50,1

49,0

47,9

46,8

90

45,8

44,8

43,8

42,9

42,0

41,1

40,2

39,4

38,6

37,8

100

37,1

36,3

35,6

35,0

<
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock
detector