CCF20091007006

HB = |,    (5.1)

gdzie F kG jest siłą obciążającą kulkę (gdy siła F wyrażona jest w niutonach, należy otrzymaną wartość pomnożyć przez 0,102), S jest polem powierzchni

czaszy kulistej: S = ~D(D - Jd² = d²) mm² (powierzchnią odcisku, jaki

kulka zostawiła w badanym materiale), D mm — średnicą kulki, d mm — średnicą odcisku.

5.3.2. Warunki pomiaru

Do pomiaru twardości zaleca się stosowanie urządzeń, w których nacisk na kulkę pomiarową odbywa się w sposób hydrauliczny lub mechaniczny. Konstrukcja aparatu powinna zapewniać możliwość zwiększania bez wstrząsów wartości siły w całym zakresie pracy aparatu. Do badań używa się kulek stalowych obrobionych cieplnie, o twardości minimum 850 w skali Vickersa zmierzonej pod obciążeniem 10 kG i czasie pomiaru t = 10 4- 15 s.

Przy twardościach powyżej 450 HB należy — dla uniknięcia odkształcenia kulki pociągającego za sobą niedokładność pomiaru — stosować kulki z węglików spiekanych. Kulkami tymi można badać metale o twardości nie przekraczającej 600 HB. Średnice stosowanych kulek wynoszą: 10 mm, 5 mm, 2,5 mm, 2 mm oraz 1 rnm. Norma PN-78/H-04350 wymaga, by były one wykonane z odpowiednią tolerancją. Dopuszczalna odchyłka średnicy D, zależnie od średnicy kulki, powinna się odpowiednio mieścić w zakresie od ± 0,0045 do ± 0,0035 mm. Średnica D mm kulki i siła obciążająca F zgodnie z wyżej wymienioną normą związane są zależnością:

F — KD²,    jeżeli F wyrażamy w kilogramach,

(5.2)

F = 9,8 KD², jeżeli F wyrażamy w niutonach.

Wartość K należy tak dobrać, aby średnica odcisku d mieściła się w zakresie (0,25 -T- 0,6) D. Tablica 5.1 zawiera przykładowo wartości współczynnika K w zależności od rodzaju badanego materiału. Przy znanej wartości współczynnika K i średnicy kulki D możemy określić ze wzoru (5.2) wymaganą wartość siły obciążającej kulkę. Należy zwrócić uwagę, że twardości otrzymane z pomiarów wykonanych przy użyciu kulek o różnych średnicach są porównywalne tylko przy tym samym współczynniku K, natomiast twardości zmierzone kulką o tej samej średnicy przy różnym współczynniku K nie są porównywalne.

Próba twardości powinna być przeprowadzona wtedy, gdy przedmiot jest nieruchomy, a linia działania siły jest prostopadła do badanej powierzchni. Największą dokładność pomiaru otrzymujemy przy powierzchniach płaskich.

r

Tablica 5.1

Rodzaj miiln lulu	Stal żeliwo	Stopy miedzi o twardości 32 — 200 HB i stopy aluminium o twardości powyżej 80 HB	Miedź o twardości poniżej 40 HB i aluminium o twardości od 35 80 HB	Stopy łożyskowe o twardości poniżej 20 HB
timynnik	30	10	5	2,5
K
Średnica
kulki		Siła obciążająca
mm		N (kG)
10	29420	9800	4900	2450
	(3000)	(1000)	(500)	(250)
5	7355	2450	1225	613
	(750)	(250)	(125)	(62,5)
2,5	1840	613	306,25	153,12
	(187,5)	(62,5)	(31,25)	(15,6)

Rys. 5.2