Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТАЛЛЫ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО БРИНЕЛЛЮ

ГОСТ 9012-59

(СТ СЭВ 468-88)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
Введено: «ИМЦ» ( г. Киев, ул. М. Кривоноса, 2а; т/ф. 249-34-04 )

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТАЛЛЫ

Метод измерения твердости по Бринеллю
Metals. Method of Brinell
hardness measurement

ГОСТ

9012-59*

(СТ СЭВ 468-77)

ИСО 6506-81, ИСО 410-82

Взамен
ОСТ 10241-40
Утвержден Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров Союза ССР 4 февраля 1959 г. Срок введения установлен
с 01.01.60
Постановлением Госстандарта от 12 октября 1934 г. № 3573 срок действия продлен
до 01.07.90
(Измененная редакция, Изм. № 5)
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
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, приложенной перпендикулярно поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия.
Стандарт полностью соответствует стандарту СЭВ 468-77.
Определения и обозначения приведены в обязательном приложении 1.
(Измененная редакция, Изм. № 5)

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

толщина образца S должна быть 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 2789-73, 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.
(Измененная редакция, Изм. № 5)

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ (Исключен)
(Измененная редакция, Изм. № 5)

3. АППАРАТУРА

3.1. Прибор для измерения твердости по ГОСТ 23677-79.
(Измененная редакция, Изм. № 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
Предельные отклонения
10,0
± 0,005
5,0
± 0,004
2,5
± 0,003
2,0
± 0,003
1,0
± 0,003
Требования к разномерности по диаметру, непостоянству единичного диаметра, отклонению от сферичности и шероховатости поверхности должны соответствовать шарикам степени точности 20 по ГОСТ 3722-81
(Измененная редакция, Изм. № 3, 4, 5).
3.3. Исключен.
(Измененная редакция, Изм. № 5).

4. ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ

4.1. Испытания проводят при температуре () °С.
При разногласиях в оценке качества металлопродукции измерение твердости проводят при температуре (23 ± 5) °С.
4.2. При измерении твердости прибор должен быть защищен от ударов и вибраций.
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 избежании 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 K выбирают в зависимости от металла и его твердости в соответствии с табл. 2.
Усилие F в зависимости от значения K и диаметра шарика D устанавливают в соответствии с табл. 3.
4.7. Диаметр шарика D и соответствующее усилие F выбирают таким образом, чтобы диаметр отпечатки находился в пределах от 0,24 до 0,6 D.
Таблица 2
Материал
Твердость по Бринеллю
K
Сталь, чугун, высокопрочные сплавы (на основе никеля, кобальта и др.)
До 140
140 и более
10
30
Титан и сплавы на его основе
От 50
15
Медь и сплавы на ее основе, легкие металлы и их сплавы
Менее 35
От 35
5
10
Подшипниковые сплавы
От 8 до 50
2,5
Свинец, олово и другие мягкие металлы
До 20
1
Таблица 3
Диаметр шарика, мм
Нагрузка F, Н (кгс), для K

30
15
10
5
2,5
1
1,0
294,2
(30)
-
98,07
(10)
49,03
(5)
24,52
(2,5)
98,807
(1)
2,0
1177
(120)
-
392,3
(40)
196,1
(20)
98,07
(10)
39,23
(4)
2,5
1839
(187,5)
-
612,9
(62,5)
306,0
(31,2)
153,0
(15,6)
60,80
(6,2)
5,0
7355
(750)
-
2452
(250)
1226
(125)
612,9
(62,5)
245,2
(25)
10,0
29420
(3000)
14710
(1500)
9807
(1000)
4903
(500)
2452
(250)
980,7
(100)
4.8. При измерении твердости наконечник плавно приводят в соприкосновение с поверхностью образца и плавно прикладывают заданное усилие F до 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
Св. 10 » 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 (НВW) 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 D шарика.
4.10. После измерения твердости на обратной стороне образца не должно наблюдаться пластической деформации от отпечатка.
4.11. Диаметр отпечатка измеряют 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 среднее арифметическое 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.
Раздел 4 - (Новая редакция. Изм. № 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.
(Новая редакция. Изм. № 5).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

Обозначение
Наименование
D
Диаметр шарика, мм
F
Усилие, Н (кгс)
d
Диаметр отпечатка, мм
h
Глубина отпечатка, вычисляемая по формуле
, мм
s
Толщина образца, мм
А
Площадь поверхности сферического отпечатка, мм2
K
Соотношение между нагрузкой и квадратом диаметра шарика
, Н/мм (кгс/мм2)
HB
Твердость по Бринеллю при применении стального шарика
HBW
Твердость по Бринеллю при применении шарика из твердого сплава
,
когда усилие F выражено в Н;
,
когда усилие F выражено в кгс.
Твердость по Бринеллю обозначают символом НВ (HBW), которому предшествует числовое значение твердости из трех значений 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 HВ 5/750 - твердость но 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 твердостью по Бринеллю обозначают только числовым значением твердости и символом НВ или HBW: например, 185 HB, 600 HBW.
Обозначения параметров приведены на чертеже.

(Новая редакция. Изм. № 5).
Приложение 2
Рекомендуемое
Минимальная толщина образца
Таблица 5
мм
Диаметр отпечатка
Минимальная толщина образца при диаметре шарика

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
(Новая редакция. Изм. № 5).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное
Таблицы величин твердости по Бринеллю
При диаметре шарика D = 10 мм, испытательной нагрузке F = 29430 H (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