ГОСТ 9012 Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю.

ГОСТ 9012-59 МЕТАЛЛЫ. Метод измерения твердости по Бринеллю

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81)
Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

Metals. Method of Brinellhardness measurement


МКС 77.040.10

ОКСТУ 1909

ГОСТ 9012-59

(ИСО 410-82, ИСО 6506-81)

Дата введения 01.01.1960


Настоящий стандарт устанавливает метод измерения твердости по Бринеллю металлов с твердостью не более 650 единиц.

Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием усилия, приложенного перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия.

Определения и обозначения приведены в приложении 1.

(Измененная редакция, Изм. N 4, 5).

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Толщина образца S должна не менее чем в 8 раз превышать глубину отпечатка h и определяется по формуле

( F выражена в H);

;(F выражена в кгс).


Минимальную толщину образца определяют в соответствии с приложением 2.

1.2. Поверхность образца должна быть плоской и гладкой.

Шероховатость поверхности образца (или площадки на изделии) Ra должна быть не более 2,5 мкм по ГОСТ 2789, если нет других указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

1.3. Образец должен быть подготовлен таким образом, чтобы не изменялись свойства металла в результате механической или другой обработки, например от нагрева или наклепа.

Разд. 1 (Измененная редакция, Изм. N 5).

Разд. 2 (Исключен, Изм. N 5).

3. АППАРАТУРА

3.1. Прибор для измерения твердости по ГОСТ 23677.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

3.2. Шарик стальной диаметром 10,0; 5,0; 2,5; 2,0; 1,0 мм должен иметь твердость не менее 850 HV10;

шарик из твердого сплава диаметром 10,0; 5,0; 2,5; 2,0; 1,0 мм должен иметь твердость не менее 1500 HV10.

Предельные отклонения диаметра шарика от номинального приведены в табл. 1а.

Таблица 1а

Номинальный диаметр шарика, мм Предельное отклонение
10,0 ± 0,005
5,0 ± 0,004
2,5 ± 0,003
2,0 ± 0,003
1,0 ± 0,003


Требования к разноразмерности по диаметру, непостоянству единичного диаметра, отклонению от сферичности и шероховатости поверхности должны соответствовать шарикам степени точности 20 по ГОСТ 3722.

(Измененная редакция, Изм. N 5).

3.3. (Исключен, Изм. N 5).

4. ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ

4.1. Измерение твердости проводят при температуре
При разногласиях в оценке качества металлопродукции измерение твердости проводят при температуре (23±5) °С.

(Поправка, ИУС 4-2003).

4.2. При измерении твердости прибор должен быть защищен от ударов и вибрации.

4.3. Опорные поверхности столика и подставки, а также опорные и рабочие поверхности образца должны быть очищены от посторонних веществ (окалины, смазки и др.).

4.4. Образец должен быть установлен на столике или подставке устойчиво во избежание его смещения и прогиба во время измерения твердости.

4.5. При твердости металлов менее 450 единиц для измерения твердости применяют стальные шарики или шарики из твердого сплава;
при твердости металлов более 450 единиц - шарики из твердого сплава.

4.6. Значение выбирают в зависимости от металла и его твердости в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Материал Твердость по Бринеллю K
Сталь, чугун, высокопрочные сплавы (на основе никеля, кобальта и др.) До 140 10
140 и более 30
Титан и сплавы на его основе От 50 15
Медь и сплавы на ее основе, легкие металлы и их сплавы Менее 35 5
От 35 10
Подшипниковые сплавы От 8 до 50 2,5
Свинец, олово и другие мягкие металлы До 20 1


Усилие Fв зависимости от значения Kи диаметра шарика Dустанавливают в соответствии с табл. 3.
Таблица 3

Диаметр шарика D, мм Усилие F, Н (кгс), для K
30 15 10 5 2,5 1
1,0

294,2
(30)

-

98,07
(10)

49,03
(5)

24,52
(2,5)

9,807
(1)

2,0

1177
(120)

-

392,3
(40)

196,1
(20)

98,07
(10)

39,23
(4)

2,5

1839
(187,5)

-

612,9
(62,5)

306,0
(31,2)

153,0
(15,6)

60,80
(6,2)

5,0

7355
(750)

-

2452
(250)

1226
(125)

612,9
(62,5)

245,2
(25)

10,0

29420
(3000)

14710
(1500)

9807
(1000)

4903
(500)

2452
(250)

98,7
(100)

4.7. Диаметр шарика Dи соответствующее усилие Fвыбирают таким образом, чтобы диаметр отпечатки находился в пределах от 0,24 до 0,6d.

4.8. При измерении твердости наконечник плавно приводят в соприкосновение с поверхностью образца и плавно прикладывают заданное усилие Fдо тех пор, пока оно не достигнет необходимой величины.

Продолжительность выдержки наконечника под действием заданного усилия должна соответствовать табл. 4, если не имеется других указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

Таблица 4

Твердость по Бринеллю НВ, HBW Продолжительность выдержки, с
До 10 180
до 35 120
35 " 100 30
100 10-15


Время от начала приложения усилия до достижения им заданной величины должно составлять 2-8 с.

4.9. Расстояние между центром отпечатка и краем образца должно быть не менее 2,5 диаметров отпечатка d; расстояние между центрами двух смежных отпечатков должно быть не менее четырех диаметров отпечатка; для металлов с твердостью до 35 НВ (HBW) эти расстояния должны быть соответственно 3d и 6d.

При разногласиях в результатах измерения твердости на образцах с криволинейной поверхностью длина и ширина изготовленной плоской площадки должны быть не менее двух диаметров Dшарика.

4.10. После измерения твердости на обратной стороне образца не должно наблюдаться пластической деформации от отпечатка.

4.11. Диаметр отпечатка dизмеряют с помощью микроскопа или других средств измерения с предельной погрешностью:

±0,5% (при применении шариков диаметром 1,0; 2,0 или 2,5 мм);

±0,25% (при применении шариков диаметром 5,0 и 10,0 мм) от диаметра шарика.

4.12. Диаметры отпечатков d1 и d2 измеряются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. За диаметр отпечатка d принимается среднеарифметическое значение результатов измерений. При этом разность измерений диаметров одного отпечатка не должна превышать 2% меньшего из них.
Для анизотропных металлов разность измерений диаметров отпечатка должна быть указана в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

4.13. Количество отпечатков при измерении твердости и способ обработки результатов измерений указывают в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

4.14. Твердость по Бринеллю определяют по формулам приложения 1 или таблицам приложения 3.

Разд. 4 (Измененная редакция, Изм. N 5).

5. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

В протоколе измерения твердости должно быть указано:

марка металла;

обозначение образца;

диаметр шарика;

значение усилия;

продолжительность выдержки;

число твердости для каждого отпечатка;

число твердости, полученное в результате обработки результатов измерений.

Разд. 5 (Измененная редакция, Изм. N 5).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (обязательное). Определения и обозначения

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

Обозначение Наименование
D Диаметр шарика, мм
F Усилие, Н (кгс)
d Диаметр отпечатка, мм
h

Глубина отпечатка, вычисляемая по формуле

, мм

S Толщина образца, мм
A Площадь поверхности сферического отпечатка, мм
K

Отношение усилия к квадрату диаметра шарика 

, Н/мм2 (кгс/мм2)

НВ Твердость по Бринеллю при применении стального шарика
HBW Твердость по Бринеллю при применении шарика из твердого сплава


Твердость по Бринеллю НВ (HBW) численно равна отношению приложенного усилия к площади сферического отпечатка и рассчитывается по формулам


когда усилие Fвыражено в Н;


когда усилие F выражено в кгс.

Твердость по Бринеллю обозначают символом НВ (HBW), которому предшествует числовое значение твердости из трех значащих цифр, и после символа указывают диаметр шарика, значение приложенного усилия (в кгс), продолжительность выдержки, если она отличается от 10 до 15 с.

Примеры обозначения:

250 НВ 5/750 - твердость по Бринеллю 250, определенная при применении стального шарика диаметром 5 мм, при усилии 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 усилии 187,5 кгс (1839 Н) и продолжительности выдержки 30 с.

При определении твердости стальным шариком или шариком из твердого сплава диаметром 10 мм при усилии 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: например, 185 НВ, 600 HBW.

Обозначения параметров приведены на чертеже.


ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). Минимальная толщина образца

Таблица 5

Диаметр отпечатка, мм Минимальная толщина образца при диаметре шарика, мм
1 2 2,5 5 10
0,2 0,08
0,3 0,18
0,4 0,33
0,5 0,54 0,25
0,6 0,80 0,37 0,29
0,7 0,51 0,40
0,8 0,67 0,53
0,9 0,86 0,67
1,0 1,07 0,83
1,1 1,32 1,02
1,2 1,60 1,23 0,58
1,3 1,46 0,69
1,4 1,72 0,80
1,5 2,0 0,92
1,6 1,05
1,7 1,19
1,8 1,34
1,9 1,50
2,0 1,67
2,2 2,04
2,4 2,46 1,17
2,6 2,92 1,38
2,8 3,43 1,60
3,0 4,0 1,84
3,2 2,10
3,4 2,38
3,6 2,68
3,8 3,00
4,0 3,34
4,2 3,70
4,4 4,08
4,6 4,48
4,8 4,91
5,0 5,36
5,2 5,83
5,4 6,33
5,6 6,86
5,8 7,42
6,0 8,00


Приложения 1, 2 (Измененная редакция, Изм. N 5).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (обязательное). Таблицы величин твердости по Бринеллю

При диаметре шарика D="10 мм, испытательной нагрузке F=29430 Н (3000 кгс) и K=30

Таблица 1

d, мм 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
2,40 653 648 643 637 632 627 621 616 611 606
2,50 601 597 592 587 582 578 573 569 564 560
2,60 555 551 547 543 538 534 530 526 522 518
2,70 514 510 507 503 499 495 492 488 485 481
2,80 477 474 471 467 464 461 457 454 451 448
2,90 444 441 438 435 432 429 426 423 420 417
3,00 415 412 409 406 404 401 398 395 393 390
3,10 388 385 383 380 378 375 373 370 368 366
3,20 363 361 359 356 354 352 350 347 345 343
3,30 341 339 337 335 333 331 329 326 325 323
3,40 321 319 317 315 313 311 309 307 306 304
3,50 302 300 298 297 295 293 292 290 288 286
3,60 285 283 282 280 278 277 275 274 272 271
3,70 269 268 266 265 263 262 260 259 257 256
3,80 255 253 252 250 249 248 246 245 244 242
3,90 241 240 239 237 236 235 234 232 231 230
4,00 229 228 226 225 224 223 222 221 219 218
4,10 217 216 215 214 213 212 211 210 209 208
4,20 207 205 204 203 202 201 200 199 198 198
4,30 197 196 195 194 193 192 191 190 189 188
4,40 187 186 185 185 184 183 182 181 180 179
4,50 179 178 177 176 175 174 174 173 172 171

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 468-88, ИСО 410-82, ИСО 6506-81

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка Номер пункта
ГОСТ 2789-73 1.2
ГОСТ 3722-81 3.2
ГОСТ 23677-79 3.1

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4-94)

6. ИЗДАНИЕ (август 2006 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, утвержденными Пост. N 1716 от 16.05.79; Пост. N 3573 от 12.10.84; в марте 1986 г., октябре 1989 г. (ИУС 6-63, 7-79, 1-85, 6-86, 2-90), с Поправками (ИУС 4-2001, 1-2003)