ГОСТ 9012 Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю.
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ |
|
Metals. Method of Brinellhardness measurement
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 |
- | 98,07 |
49,03 |
24,52 |
9,807 |
| 2,0 | 1177 |
- | 392,3 |
196,1 |
98,07 |
39,23 |
| 2,5 | 1839 |
- | 612,9 |
306,0 |
153,0 |
60,80 |
| 5,0 | 7355 |
- | 2452 |
1226 |
612,9 |
245,2 |
| 10,0 | 29420 |
14710 |
9807 |
4903 |
2452 |
98,7 |
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
|
| 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 |
, мм
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)