ASTM E10 Стандартный метод определения твердости металлических материалов по Бринеллю

Стандарт «ASTM E10 Стандартный метод определения твёрдости по Бринеллю металлических материалов», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает метод определения твёрдости по Бринеллю металлических материалов, основанный на принципе измерения твёрдости по Бринеллю при вдавливании. Этот стандарт устанавливает требования к испытательной машине по Бринеллю и процедуры проведения испытаний на твёрдость по Бринеллю.

Данный метод испытаний включает требования к использованию переносных твердомеров по Бринеллю, которые измеряют твердость по Бринеллю в соответствии с принципом определения твердости по Бринеллю и способны выполнять требования данного метода испытаний, включая прямую и косвенную проверку испытательной машины. Переносные твердомеры по Бринеллю, которые не могут соответствовать требованиям прямой проверки и могут быть проверены только косвенно, рассматриваются в стандарте ASTM E110.

Настоящий стандарт также включает следующие дополнительные требования:

Валидация машин для определения твердости по Бринеллю (Приложение А1)
Машины для стандартизации твердости по Бринеллю (Приложение А2)
Стандартизация отпечатков твердости по Бринеллю (Приложение А3)
Стандартизация мер твердости по Бринеллю (Приложение А4)

В настоящий стандарт также включена следующая необязательная информация относительно испытания на твердость по Бринеллю:

Таблица чисел твердости по Бринеллю (Приложение X1)
Примеры процедур определения неопределенности твердости по Бринеллю (Приложение X2)

Испытание на твёрдость по Бринеллю – это испытание на твёрдость при вдавливании, которое может предоставить полезную информацию о металлических материалах. Эта информация может быть связана с прочностью на разрыв, износостойкостью, пластичностью или другими физическими свойствами металлических материалов и может быть полезна для контроля качества и выбора материала. Испытания на твёрдость по Бринеллю считаются удовлетворительными для приёмочных испытаний коммерческих партий и широко используются в промышленности для этой цели. Однако испытание на твёрдость по Бринеллю, проведённое на определённом участке детали, может не отражать физические свойства всей детали или готового изделия.

Настоящий стандарт описывает процедуру определения твёрдости по Бринеллю металлов и сплавов. Испытание по Бринеллю особенно полезно для испытаний материалов с шероховатой текстурой или неровной поверхностью, таких как отливки и поковки.

В ходе испытания закалённый стальной или карбид-вольфрамовый шарик (обычно диаметром 10 мм) вдавливается в поверхность материала под определённой нагрузкой (например, 500 кгс, 1500 кгс или 3000 кгс). Затем измеряется диаметр отпечатка, оставленного на поверхности. Твёрдость по Бринеллю рассчитывается по нагрузке и площади отпечатка.

Распространенные области применения этого теста включают:

Контроль качества в литейном и металлообрабатывающем производстве
Характеристика механических свойств металлов
Сравнительное испытание материалов

Стандарт ASTM E10 считается необходимым по следующим важным причинам:

Последовательность и воспроизводимость: определяет единую процедуру проведения испытаний на твёрдость по Бринеллю. Это обеспечивает единообразие результатов в разных лабораториях, с разными операторами и на разных типах оборудования, что критически важно для контроля качества и сравнения материалов.
Квалификация материалов: используется для проверки соответствия металлов требованиям к твёрдости, указанным в стандартах проектирования, спецификациях материалов или заказах на закупку. Распространена в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, строительство и металлургия.
Контроль качества: помогает производителям контролировать качество продукции, предоставляя надежный метод проверки твердости материала. Он выявляет такие проблемы, как неправильная термообработка, дефекты сплава или несоответствие материалов.
Прослеживаемость и сертификация: Соответствие стандарту ASTM E10 обеспечивает глобальное признание результатов испытаний в спецификациях, сертификатах и технической документации. Это способствует соблюдению нормативных требований и договорных обязательств.
Применимость к твердым материалам: испытание по Бринеллю особенно подходит для крупнозернистых металлов, отливок и поковок, с которыми другие испытания, такие как Роквелл, плохо справляются из-за неровностей поверхности.
Основа для принятия проектных решений: твёрдость часто ассоциируется с прочностью на разрыв, износостойкостью и обрабатываемостью. Стандарт ASTM E10 предоставляет надёжные данные, которые инженеры могут использовать для проектирования и оценки компонентов.

Общий принцип испытания на твердость по Бринеллю состоит из двух этапов. На первом этапе индентор приводится в соприкосновение с испытуемым образцом в направлении, перпендикулярном поверхности, и прикладывается испытательная сила. Испытательная сила удерживается в течение определенного времени, а затем снимается. На втором этапе измеряется диаметр отпечатка как минимум в двух перпендикулярных направлениях. Значение твердости по Бринеллю определяется как среднее арифметическое измерений диаметра.

Оборудование для испытания твердости по Бринеллю обычно состоит из испытательной машины, которая поддерживает испытуемый образец и прикладывает силу вдавливания к шарику, контактирующему с образцом, и системы, измеряющей средний диаметр отпечатка в соответствии с принципами испытания твердости по Бринеллю. Конструкция испытательной машины должна обеспечивать отсутствие качания или бокового смещения индентора или образца во время приложения силы. Конструкция испытательной машины должна обеспечивать равномерное распределение силы, прилагаемой к отпечатку, без ударов. Следует принять меры предосторожности для предотвращения кратковременных повышенных испытательных усилий, вызванных такими факторами, как инерция системы или перегрузка гидравлической системы.

Измерительное устройство, используемое для измерения диаметра отпечатков по Бринеллю, может быть неотъемлемой частью твердомера или отдельным, автономным устройством. Допустимые измерительные устройства делятся на два типа. К приборам типа A относятся микроскопы с подвижными измерительными линиями и дисплеем, компьютеризированной измерительной системой или системой анализа изображений. К приборам типа B относятся ручные микроскопы с неподвижными измерительными линиями.

Наша организация, которая уже много лет оказывает поддержку предприятиям всех отраслей, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, располагает сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM E10 для определения твердости металлических материалов по Бринеллю.