ГОСТ 2999-75 (СТ СЭВ 470-77) Метод измерения твердости по Виккерсу

ГОСТ 2999-75 (СТ СЭВ 470-77) МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ. Метод измерения твердости по Виккерсу
Metals and alloys. Vickers hardness test by diamond pyramid

ОКСТУ 1909
Дата введения 1976-07-01*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 2, 1993 год).


УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28 июля 1975 г. № 1956

Проверен в 1985 г. постановлением Госстандарта от 27.09.85 N 3118 срок действия продлен до 01.07.93


ВЗАМЕН ГОСТ 2999-59
ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1986 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в мае 1979 г., сентябре 1985 г. (ИУС 7-79, 12-85).

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения твердости по Виккерсу черных и цветных металлов и сплавов при нагрузках от 9,807 Н (1 кгс) до 980,7 Н (100 кгс).
Измерение твердости основано на вдавливании алмазного наконечника в форме правильной четырехгранной пирамиды в образец (изделие) под действием нагрузки F, приложенной в течение определенного времени, и измерении диагоналей отпечатка d1, d2, оставшихся на поверхности образца после снятия нагрузки.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 470-77 (справочное приложение 2).
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).


1. МЕТОДЫ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. При изготовлении образца и при подготовке его поверхности необходимо принимать меры, предотвращающие возможность изменения свойств металла из-за нагрева или наклепа.
1.2. Минимальная толщина образца должна быть для стальных изделий больше диагонали отпечатка в 1,2 раза; для изделий из цветных металлов - в 1,5 раза.
Примечание. Минимальная толщина образца (изделия) для цветных металлов определяется по номограмме, приведенной в рекомендуемом приложении 3.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.3. При измерении твердости на криволинейных поверхностях радиус кривизны должен быть не менее 5 мм.
Примечание. Для определения твердости на образцах с радиусом кривизны менее 5 мм применяют поправочные коэффициенты, используемые для цилиндрических и сферических поверхностей, в зависимости от значения отношения d/D, приведенных в рекомендуемом приложении 4.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА

2.1. Прибор для измерения твердости должен соответствовать требованиям ГОСТ 23677-79 и настоящего стандарта.
Алмазный наконечник должен соответствовать требованиям ГОСТ 9377-81.
2.3. Образцовые меры твердости должны соответствовать требованиям ГОСТ 9031-75.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Перед измерением твердости производят осмотр образцов (изделий).
3.2. Поверхность испытуемого образца должна иметь шероховатость не более 0,16 мкм по ГОСТ 2789-73 и быть свободной от окисной пленки и посторонних веществ.
3.3. При измерении твердости должна быть обеспечена перпендикулярность приложения действующего усилия к испытуемой поверхности.
3.4. Опорная поверхность столика должна быть чистой. Образец должен лежать на подставке жестко и устойчиво.
3.5. При измерении твердости алмазной пирамидой применяются следующие нагрузки: 9,807 (1); 19,61 (2); 24,52 (2,5); 29,42 (3); 49,03 (5); 98,07 (10); 196,1 (20); 294,2 (30); 490,3 (50); 980,7 (100) Н (кгс).
Для получения более точного результата измерения твердости нагрузка должна быть возможно больше, причем на обратной стороне образца не должно быть заметно следов деформации.
Примечание. Для определения твердости черных металлов и сплавов применяют нагрузки от 49,03 Н (5 кгс) до 980,7 Н (100 кгс); для меди и ее сплавов - от 24,52 Н (2,5 кгс) до 490,3 Н (50 кгс); для алюминиевых сплавов - от 9,807 Н (1 кгс) до 980,7 Н (100 кгс).
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. При измерении твердости должны быть соблюдены следующие условия:
а) плавное возрастание нагрузки до необходимого значения;
б) поддержание постоянства приложенной нагрузки в течение установленного времени.
4.2. Продолжительность выдержки под нагрузкой должна составлять 10-15 с.
4.3. При наличии в стандартах или технических условиях на металлопродукцию особых указаний допускается проводить испытания с более продолжительным временем выдержки под нагрузкой. В этом случае допуск на выдержку должен быть ±2 с.
4.4. Расстояние между центром отпечатка и краем образца или краем соседнего отпечатка должно быть не менее 2,5 длины диагонали отпечатка.
4.5. При неизвестной толщине испытуемого слоя следует произвести несколько измерений при различных нагрузках. Если при этом твердость будет изменяться, то следует уменьшить нагрузки до тех пор, пока при двух смежных нагрузках твердость будет близка по своим значениям или совпадает.
4.6. Испытание проводят при температуре +20°C.
При разногласиях в измерении твердости испытания должны проводиться при температурах (20±2)°С в умеренном климате и при (27±2)°С в тропическом климате.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
4.7. Количество отпечатков при определении твердости указывают в нормативно-технической документации на металлопродукцию.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Твердость по Виккерсу (HV) вычисляют по формуле


где F - нагрузка, Н.


где P - нагрузка, кгс;

- угол между противоположными гранями пирамиды при вершине, равный 136°;

- среднее арифметическое значение длин обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки, мм.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.2. Для определения твердости по Виккерсу берут среднее арифметическое значение длин обеих диагоналей (см. чертеж). Разность диагоналей одного отпечатка не должна превышать 2% от меньшей из них.

Для анизотропных материалов получаемая разность длин двух диагоналей одного отпечатка может не укладываться в указанный допуск. Допуск на эту разность должен быть указан в стандартах или технических условиях на металлопродукцию.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.3. Измерение диагоналей длиной до 0,2 мм включительно должно производиться с погрешностью не более ±0,001 мм, и для диагоналей длиной более 0,2 мм - с погрешностью не более ±0,5%.
5.4. Твердость по Виккерсу при условиях испытания F="294,2" Н (30 кгс) и времени выдержки под нагрузкой 10-15 с - обозначается цифрами, характеризующими величину твердости, и буквами HV. При других условиях испытания после букв HVуказывается нагрузка и время выдержки.
Примеры обозначения: 500 HV- твердость по Виккерсу, полученная при нагрузке F="30 кгс и времени выдержки 10-15 с;
220 HV10/40 - твердость по Виккерсу, полученная при нагрузке 98,07 (10 кгс) и времени выдержки 40 с.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

5.5. Твердость по Виккерсу, вычисленная по указанной формуле, в зависимости от длины диагонали отпечатка при стандартных значениях их нагрузки F, приведена в приложении.

6. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

В протоколе испытания следует указать:
величину нагрузки;
значения твердости;
продолжительность выдержки под нагрузкой;
диагонали отпечатка (в случае испытания по п.5.2);
обозначение образца.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).


ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТВЕРДОСТЬ ПРИ ИСПЫТАНИИ АЛМАЗНОЙ ПИРАМИДОЙ ПО ВИККЕРСУ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Нагрузка 9,807 (1 кгс)

Таблица 1

Диагональ отпечатка, мм Значения твердости
0,000 0,001 0,002 0,003" 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009
0,03 2060 1930 1811 1703 1604 1514 1431 1355 1284 1219
0,04 1159 1103 1051 1003 958 916 876 839 805 772
0,05 742 713 686 660 636 613 591 571 551 533
0,06 515 498 482 467 453 439 426 413 401 389
0,07 378 368 358 348 339 330 321 313 305 297
0,08 290 283 276 269 263 257 251 245 239 234
0,09 229 224 219 214 210 205 201 197 193 189
0,10 185 182 178 175 171 168 165 162 159 156
0,11 153 151 148 145 143 140 138 135 133 131
0,12 129 127 125 123 121 119 117 115 113 111
0,13 110 108 106 105 103 102 100 98,8 97,4 96,0
0,14 94,6 93,3 92,0 90,7 89,4 88,2 87,0 85,8 84,7 83,5
0,15 82,4 81,3 80,3 79,2 78,2 77,2 76,2 75,2 74,3 73,4
0,16 72,4 71,5 70,7 69,8 68,9 68,1 67,3 66,5 65,7 64,9
0,17 64,2 63,4 62,7 62,0 61,2 60,6 59,9 59,2 58,5 57,9
0,18 57,2 56,6 56,0 55,4 54,8 54,2 53,6 53,0 52,5 51,9
0,19 51,4 50,8 50,3 49,8 49,3 48,8 48,3 47,8 47,3 46,8
0,20 46,4 45,9 45,4 45,0 44,6 44,1 43,7 43,3 42,9 42,5
0,21 42,0 41,7 41,3 40,9 40,5 40,1 39,7 39,4 39,0 38,7
0,22 38,3 38,0 37,6 37,3 37,0 36,6 36,3 36,0 35,7 35,4
0,23 35,1 34,8 34,5 34,2 33,9 33,6 33,3 33,0 32,7 32,5
0,24 32,2 31,9 31,7 31,4 31,1 30,9 30,6 30,4 30,2 29,9
0,25 29,7 29,4 29,2 29,0 28,7 28,5 28,3 28,1 27,9 27,6
0,26 27,4 27,2 27,0 26,8 26,6 26,4 26,2 26,0 25,8 25,6
0,27 25,4 25,2 25,1 24,9 24,7 24,5 24,3 24,2 24,0 23,8
0,28 23,7 23,5 23,3 23,2 23,0 22,8 22,7 22,5 22,4 22,2
0,29 22,0 21,9 21,7 21,6 21,5 21,3 21,2 21,0 20,9 20,7
0,30 20,6 20,5 20,3 20,2 20,1 19,9 19,8 19,7 19,5 19,4
0,31 19,3 19,2 19,0 18,9 18,8 18,7 18,6 18,5 18,3 18,2
0,32 18,1 18,0 17,9 17,8 17,7 17,6 17,4 17,3 17,2 17,1
0,33 17,0 16,9 16,8 16,7 16,6 16,5 16,4 16,3 16,2 16,1
0,34 16,04 15,95 15,85 15,76 15,67 15,58 15,49 15,40 15,31 15,22
0,35 15,14 15,05 14,98 14,88 14,80 14,71 14,63 14,55 14,47 14,39
0,36 14,31 14,23 14,15 14,07 14,00 13,92 13,84 13,77 13,69 13,62
0,37 13,55 13,47 13,40 13,33 13,26 13,19 13,12 13,05 12,98 12,91
0,38 12,84 12,77 12,71 12,64 12,58 12,51 12,45 12,38 12,32 12,25
0,39 12,19 12,13 12,07 12,01 11,95 11,89 11,83 11,77 11,71 11,65
0,40 11,59 11,53 11,47 11,42 11,36 11,31 11,25 11,19 11,14 11,09
0,41 11,03 10,98 10,92 10,87 10,82 10,77 10,72 10,66 10,61 10,56
0,42 10,51 10,46 10,41 10,36 10,31 10,27 10,22 10,17 10,12 10,08
0,43 10,03 9,08 9,94 9,89 9,85 9,80 9,75 9,71 9,67 9,62
0,44 9,58 9,53 9,49 9,45 9,41 9,36 9,32 9,28 9,24 9,20
0,45 9,16 9,12 9,08 9,04 9,00 8,96 8,92 8,88 8,84 8,80
0,46 8,76 8,73 8,69 8,65 8,61 8,58 8,54 8,50 8,47 8,43
0,47 8,39 8,36 8,32 8,29 8,25 8,22 8,18 8,15 8,12 8,08
0,48 8,05 8,02 7,98 7,95 7,92 7,88 7,85 7,82 7,79 7,75
0,49 7,72 7,69 7,66 7,63 7,60 7,57 7,54 7,51 7,48 7,45
0,50 7,42 7,39 7,36 7,33 7,30 7,27 7,24 7,21 7,19 7,16
0,51 7,13 7,10 7,07 7,05 7,02 6,99 6,96 6,94 6,91 6,88
0,52 6,86 6,83 6,81 6,78 6,75 6,73 6,70 6,68 6,65 6,63
0,53 6,60 6,58 6,55 6,53 6,50 6,48 6,45 6,43 6,41 6,38
0,54 6,36 6,34 6,31 6,29 6,27 6,24 6,22 6,20 6,17 6,15
0,55 6,13 6,11 6,09 6,06 6,04 6,02 6,00 5,98 5,96 5,93
0,56 5,91 5,89 5,87 5,85 5,83 5,81 5,79 5,77 5,75 5,73
0,57 5,71 5,69 5,67 5,65 5,63 5,61 5,59 5,57 5,55 5,53
0,58 5,51 5,49 5,47 5,46 5,44 5,42 5,40 5,38 5,36 5,35
0,59 5,33 5,31 5,29 5,27 5,26 5,24 5,22 5,20 5,19 5,17
0,60 5,15 5,13 5,12 5,10 5,08 5,07 5,05 5,03 5,02 5,00


Примечание. Для вычисления чисел твердости при нагрузках 19,61 (2), 24,52 (2,5), 29,42 (3) Н (кгс) необходимо значение твердости умножить на 2,0; 2,5; 3,0.



Таблица 2

Нагрузка 49,03 H (5 кгс)

Диагональ отпечатка, мм Значения твердости
0,000> 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009


0,06


2576


2492


2412


2336


2264


2195


2129


2065


2005


1947

0,07 1892 1839 1789 1740 1693 1648 1605 1564 1524 1486
0,08 1449 1413 1379 1346 1314 1283 1254 1225 1197 1171
0,09 1145 1120 1095 1072 1049 1027 1006 985 965 946
0,10 927 909 891 874 857 841 825 810 795 780
0,11 766 753 739 726 713 701 689 677 666 655
0,12 644 633 623 613 603 593 584 575 566 557
0,13 545 540 532 524 516 509 501 494 487 480
0,14 473 466 460 453 447 441 435 429 423 418
0,15 412 407 401 396 391 386 381 376 371 367
0,16 362 358 353 349 345 341 336 332 329 325
0,17 321 317 313 310 306 303 299 296 293 289
0,18 286 283 280 277 274 271 268 265 262 260
0,19 257 254 252 249 246 244 241 239 237 234
0,20 232 229 227 225 223 221 218 216 214 212
0,21 210 208 206 204 202 201 199 197 195 193
0,22 192 190 188 186 185 183 182 180 178 177
0,23 175 174 172 171 169 168 166 165 164 162
0,24 161 160 158 157 156 154 153 152 151 150
0,25 148 147 146 145 144 143 141 140 139 138
0,26 137 136 135 134 133 132 131 130 129 128
0,27 127 126 125 124 123,5 122,6 121,7 120,8 120,0 119,1
0,28 118,3 117,4 116,6 115,8 115,0 114,2 113,4 112,6 111,8 111,0
0,29 110,2 109,5 108,7 108,0 107,3 106,5 105,8 105,1 104,4 103,7
0,30 103,0 102,3 101,7 101,0 100,3 99,7 99,0 98,4 97,7 97,1
0,31 96,5 95,9 95,2 94,6 94,0 93,4 92,9 92,3 91,7 91,1
0,32 90,5 90,0 89,4 88,9 88,3 87,8 87,2 86,7 86,2 85,7
0,33 85,1 84,6 84,1 83,6 83,1 82,6 82,1 81,6 81,2 80,7
0,34 80,2 79,7 79,3 78,8 78,4 77,9 77,4 77,0 76,6 76,1
0,35 75,7 75,3 74,8 74,4 74,0 73,6 73,2 72,7 72,3 71,9
0,36 71,5 71,1 70,8 70,4 70,0 69,6 69,2 68,8 68,5 68,1
0,37 67,7 67,4 67,0 66,6 66,3 65,9 65,6 65,2 64,9 64,5
0,38 64,2 63,9 63,5 63,2 62,9 62,6 62,2 61,9 61,6 61,3
0,39 61,0 60,6 60,3 60,0 59,7 59,4 59,1 58,8 58,5 58,2
0,40 57,9 57,7 57,4 57,1 56,8 56,5 56,2 56,0 55,7 55,4
0,41 55,2 54,9 54,6 54,4 54,1 53,8 53,6 53,3 53,1 52,8
0,42 52,6 52,3 52,1 51,8 51,6 51,3 51,1 50,9 50,6 50,4
0,43 50,1 49,9 49,7 49,5 49,2 49,0 48,8 48,6 48,3 48,1
0,44 47,9 47,7 47,5 47,2 47,0 46,8 46,6 46,4 46,2 46,0
0,45 45,8 45,6 45,4 45,2 45,0 44,8 44,6 44,4 44,2 44,0
0,46 43,8 43,6 43,4 43,3 43,1 42,9 42,7 42,5 42,3 42,2
0,47 42,0 41,8 41,6 41,4 41,3 41,1 40,9 40,8 40,6 40,4
0,48 40,2 40,1 39,9 39,7 39,6 39,4 39,3 39,1 38,9 38,8
0,49 38,6 38,5 38,3 38,1 38,0 37,8 37,7 37,5 37,4 37,2
0,50 37,1 36,9 36,8 36,6 36,5 36,4 36,2 36,1 35,9 35,8
0,51 35,6 35,5 35,4 35,2 35,1 35,0 34,8 34,7 34,6 34,4
0,52 34,3 34,2 34,0 33,9 33,8 33,6 33,5 33,4 33,3 33,1
0,53 33,0 32,9 32,8 32,6 32,5 32,4 32,3 32,2 32,0 31,9
0,54 31,8 31,7 31,6 31,4 31,3 31,2 31,1 31,0 30,9 30,8
0,55 30,7 30,5 30,4 30,3 30,2 30,1 30,0 29,9 29,8 29,7
0,56 29,6 29,5 29,4 29,3 29,1 29,0 28,9 28,8 28,7 28,6
0,57 28,5 28,4 28,3 28,2 28,1 28,0 27,9 27,85 27,75 27,66
0,58 27,56 27,47 27,37 27,28 27,19 27,09 27,00 26,91 26,82 26,73
0,59 26,64 26,55 26,46 26,37 26,28 26,19 26,10 26,01 25,93 25,84
0,60 25,76 25,67 25,58 25,50 25,42 25,33 25,25 25,16 25,08 25,00
0,61 24,92 24,84 24,75 24,67 24,59 24,51 24,43 24,36 24,28 24,20
0,62 24,12 24,04 23,97 23,89 23,81 23,74 23,66 23,58 23,51 23,43
0,63 23,36 23,29 23,21 23,14 23,07 22,99 22,92 22,85 22,78 22,71
0,64 22,64 22,57 22,50 22,43 22,36 22,29 22,22 22,15 22,08 22,01
0,65 21,95 21,88 21,81 21,74 21,68 21,61 21,55 21,48 21,41 21,35
0,66 21,29 21,22 21,16 21,09 21,03 20,97 20,90 20,84 20,78 20,72
0,67 20,65 20,59 20,53 20,47 20,41 20,35 20,29 20,23 20,17 20,11
0,68 20,05 19,99 19,93 19,88 19,82 19,76 19,70 19,65 19,59 19,53
0,69 19,47 19,42 19,36 19,31 19,25 19,20 19,14 19,09 19,03 18,98
0,70 18,92 18,87 18,81 18,76 18,71 18,65 18,60 18,55 18,50 18,44
0,71 18,39 18,34 18,29 18,24 18,19 18,14 18,09 18,04 17,99 17,94
0,72 17,89 17,84 17,79 17,74 17,69 17,64 17,59 17,54 17,49 17,45
0,73 17,40 17,35 17,30 17,26 17,21 17,16 17,12 17,07 17,02 16,98
0,74 16,93 16,89 16,84 16,80 16,75 16,71 16,66 16,62 16,57 16,53
0,75 16,48 16,44 16,40 16,35 16,31 16,27 16,22 16,18 16,14 16,09
0,76 16,05 16,01 15,97 15,93 15,88 15,84 15,80 15,76 15,72 15,68
0,77 15,64 15,60 15,56 15,52 15,48 15,44 15,40 15,36 15,32 15,28
0,78 15,24 15,20 15,16 15,12 15,08 15,05 15,01 14,97 14,93 14,89
0,79 14,86 14,82 14,78 14,74 14,71 14,67 14,63 14,60 14,56 14,52
0,80 14,49 14,45 14,42 14,38 14,34 14,31 14,27 14,24 14,20 14,17
0,81 14,13 14,10 14,06 14,03 13,99 13,96 13,92 13,89 13,86 13,82
0,82 13,79 13,76 13,72 13,69 13,66 13,62 13,59 13,56 13,52 13,49
0,83 13,46 13,43 13,39 13,36 13,33 13,30 13,27 13,23 13,20 13,17
0,84 13,14 13,11 13,08 13,05 13,02 12,99 12,95 12,92 12,89 12,86
0,85 12,83 12,80 12,77 12,74 12,71 12,68 12,65 12,62 12,59 12,57
0,86 12,54 12,51 12,48 12,45 12,42 12,39 12,36 12,33 12,31 12,28
0,87 12,25 12,22 12,19 12,17 12,14 12,11 12,08 12,05 12,03 12,00
0,88 11,97 11,95 11,92 11,89 11,86 11,84 11,81 11,78 11,76 11,73
0,89 11,71 11,68 11,65 11,63 11,60 11,57 11,55 11,52 11,50 11,47
0,90 11,45 11,42 11,40 11,37 11,35 11,32 11,30 11,27 11,25 11,22
0,91 11,20 11,17 11,15 11,12 11,10 11,07 11,05 11,03 11,00 10,98
0,92 10,95 10,93 10,91 10,88 10,86 10,84 10,81 10,79