Bez nazwy6a

66

natomiast dla siły F wyrażonej w kilogramach-siły [kGJ lub ze wzorów (5.2) i (5.3)

(5.15)

0.102^

tiDHB

dla siły F wyrażonej w niutonach [N], przy czym po wstawieniu średnicy kulki D w milimetrach głębokość h odcisku uzyskamy również w milimetrach. Wzory (5.5) i (5.15) wyznaczające głębokość h odcisku przytacza polska norma [I], Jeżeli po wykonaniu odcisku po przeciwnej stronic niezbyt grubego przedmiotu powstaje nieznaczne odkształcenie, to wynik pomiaru jest btędny, ponieważ grubość badanego przedmiotu jest za mała.

Odstęp środków sąsiednich odcisków [1] przy twardości powyżej 35 jednostek Brinclla powinien być większy od 4-krotnej średnicy odcisku, odstęp środka odcisku od krawędzi badanej próbki powinien być większy od 2,5-krotnej średnicy odcisku (rys. 5.4). Dla próbek o twardości 35 jednostek Brinclla lub mniejszej podane wyżej odstępy należy zwiększyć odpowiednio do 6-krotnej średnicy odcisku d(rys. 5.5).

Rys. 5.4. Minimalna odległość między odciskami oraz minimalna odległość odcisku od krawędzi badanego przedmiotu dla próbek o twardości powyżej 35 HB według PN-9I/H-04350

Rys. 5.5. Minimalna odległość między odciskami oraz minimalna odległość odcisku od krawędzi badanego przedmiotu dla próbek o twardości 35 HB lub mniejszej według PN-9I/H-04350

Jeżeli po wykonaniu odcisku kulką o średnicy D stwierdzimy, że jeden z powyższych warunków dotyczący minimalnej grubości próbki lub minimalnej odległości odcisku od krawędzi próbki nie jest spełniony, to należy wykonać pomiar kulką o średnicy mniejszej od uprzednio zastosowanej. Z uwagi na podobieństwo geometryczne odcisków (rys. 5.3) średnica odcisku d oraz głębokość odcisku h są proporcjonalnie mniejsze dla kulki o mniejszej średnicy. Wniosek ten otrzymamy rówmież z zależności (5.9) oraz (5.14), w której wyrazimy siłę obciążającą F, wykorzystując wzór (5.11). Mamy stąd

d =

h-™-. n HB

(5.16)

Dla stalyeh wartości współczynnika obciążenia K i twardości HB ze wzoru (5.12) wynika stała wartość kąta wgniatania <p. stąd z powyższych związków mamy wprost proporcjonalną zależność średnicy odcisku d i jego głębokości h od średnicy kulki D.

Dokładność pomiaru twardości jest tym większa, im większą kulkę zastosowano w próbie. Z tego powodu zaleca się [1] stosowanie kulki o średnicy 10 mm, a jeżeli wymiary próbki nie pozwalają na to. należy stosować kulkę o mniejszej średnicy, lecz możliwie największej dopuszczalnej. Małych kulek nie należy stosować do badania twardości materiałów niejednorodnych (porowatych, gruboziarnistych) ze względu na duży rozrzut wyników. Stosowanie dużych kulek nie jest wskazane do prób twardości materiałów kruchych, ponieważ przy dużych i głębokich odciskach pojawiają się drobne pęknięcia, które mogą doprowadzić do uszkodzenia przedmiotu. W tym przypadku wskazane jest stosowanie mniejszych kulek mimo mniejszej dokładności pomiaru.

Powierzchnia badanego przedmiotu w miejscu pomiaru twardości [I] powinna być płaska i równa oraz oczyszczona ze zgorzeliny, smaru itp Przy wygładzaniu należy wystrzegać się zmiany twardości przez nagrzanie lub zgniot. Dopuszcza się ślady obróbki mechanicznej, jeżeli umożliwiają pomiar średnicy odcisku z wymaganą dokładnością. Obróbkę powierzchni badanej próbki można wykonać szlifowaniem. Przy badaniu twardości za pomocą kulki o średnicy D = 1 mm powierzchnię próbki należy wypolerować. Kształt próbki może być dowolny pod warunkiem takiego ustawienia na stole twardościomicrza, że zapewniona jest prostopadłość powierzchni pomiarowej do kierunku działania obciążenia. Próbka nie może być poddana ugięciom sprężystym i przesunięciom pod wpływem działania obciążenia.

W celu zapewnienia podobnych warunków próby badania przeprowadza się w temperaturze 20 ±15°C. Temperatura próby rozjemczej powinna wynosić 23 ±5°C.

Twardość Brinclla wyznaczona ze wzoru (5.6) jest funkcją trzech zmiennych

(5.17)

HB = HB(F,D,d),

przy czym średnica odcisku d zależy od siły obciążającej F oraz średnicy kulki D, stąd

(5.18)

d=d(F,D).

Związek między siłą obciążającą kulkę F a średnicą odcisku d ustalony eksperymentalnie przez E. Meyera ma postać:

(5.19)

F = ad".

Jeśli wykorzystamy zależność (5.9) i związek (5.11), to otrzymamy: