ГОСТ 9450-76

ГОСТ 9450-76 (СТ РЕВ 1195-78) Вимір мікротвердості вдавлюванням алмазних наконечників (зі Змінами N 1, 2)

ГОСТ 9450-76
(СТ РЕВ 1195-78)

Група Т59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

ВИМІР МІКРОТВЕРДОСТІ
ВДАВАННЯ АЛМАЗНИХ НАКІНЦІВ

Measurements microhardness by diamond instruments indentation

Дата введення 1977-01-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. РОЗРОБЛЕНИЙ І ВНЕСЕН Академією наук СРСР

РОЗРОБНИКИ:

Матвєєвський Р. М. , д-р техн. наук (керівник теми); Беркович Є. С. , канд. техн. наук; Риньков Р.H., канд. техн. наук

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР від 09.01.76 р. N 68

3. Термін перевірки - 1996 р.;

періодичність перевірки - 5 років

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

5. Перевірено у 1991 р. Постановою Держстандарту N 1665 від 29.10.91 знято обмеження строку дії

6. ПЕРЕВИДАННЯ (березень 1993 р.) зі Змінами N 1, 2, затвердженими у вересні 1981 р., жовтні 1991 р. (ІУС 11-81, 1-92)


Цей стандарт встановлює метод вимірювання мікротвердості виробів та зразків з металів, сплавів, мінералів, скла, пластмас, напівпровідників, кераміки, тонких листів, фольги, плівок, гальванічних, дифузійних, хімічно осаджених та електроосаджених покриттів вдавлюванням алмазних наконечників.

Випробувані матеріали з твердості обмежені виробами (зразками) з алмазу та їх похідними.

Стандарт встановлює два методи випробувань:

по відновленому відбитку (основний метод);

по невідновленому відбитку (додатковий метод).

Даний стандарт відповідає СТ СЭВ 1195-78 у частині вимірювання мікротвердості металів методом відновленого відбитка чотиригранною пірамідою з квадратною основою (Віккерс).

1. ВИПРОБУВАННЯ З МЕТОДУ ВІДНОВЛЕНОГО ВІДПІЧУВАННЯ

1.1. Випробування на мікротвердість вдавлюванням методом відновленого відбитка полягає у нанесенні на випробувану поверхню виробу (зразка) відбитка під дією статичного навантаження, прикладеної до алмазного наконечника протягом певного часу. Після видалення навантаження та вимірювання параметрів отриманого відбитка число мікротвердості слід визначити за формулами (див. пп.1.4-1.7) або табл.1-28, наведеним у додатку 1.

1.2. При випробуванні слід застосовувати алмазні наконечники, форма робочої частини яких повинна відповідати зазначеній у таблиці. Вказівки щодо вибору наконечників наведені у додатку 2.

1.3. Число мікротвердості визначають розподілом прикладеної до алмазного наконечника нормального навантаження на умовну площу бічної поверхні отриманого відбитка.

1.4. Для чотиригранної піраміди з квадратною основою число мікротвердості обчислюють за формулою

, (1)

якщо виражена у ньютонах

,

якщо виражена у кілограм-силах).

1.5. Для тригранної піраміди з основою у вигляді рівностороннього трикутника число мікротвердості обчислюють за формулою

, (2)

якщо виражена у ньютонах

,

якщо виражена у кілограм-силах).

1.6. Для чотиригранної піраміди з ромбічною основою число мікротвердості обчислюють за формулою

, (3)

якщо виражена у ньютонах

,

якщо виражена у кілограм-силах).

1.7. Для біциліндричного наконечника число мікротвердості ( ) слід обчислювати за формулою

, (4)

якщо виражена у ньютонах

( ,

якщо виражена у кілограм-силах).

У формулах (1)-(4) прийняті такі позначення:

- Нормальне навантаження, прикладене до алмазного наконечника, Н (кгс);

- умовна площа бічної поверхні отриманого відбитка, мм ;

- Розмір відбитка, мм;

- Середнє арифметичне довжин обох діагоналей квадратного відбитка, мм;

- Радіус циліндра, рівний 2 мм;

і - Кути різних загострень алмазних наконечників, гра

буд.

1.8. Мікротвердість, визначену за пп.1.4-1.7, позначають відповідно , , і із зазначенням навантаження в кгс та тривалості її застосування. Для мікротвердості тривалість застосування навантаження не вказують, якщо вона в межах 10-15 с.

Приклади умовних позначень

Мікротвердість, визначена чотиригранною пірамідою з квадратною основою при навантаженні 0,098 Н, прикладеної протягом 15 с: 0,01.

Мікротвердість, визначена чотиригранною пірамідою з квадратною основою при навантаженні 0,98 Н, прикладеної протягом 30 с: 01/30.

Мікротвердість, визначена тригранною пірамідою з основою у вигляді рівностороннього трикутника при навантаженні 0,0491 Н, прикладеного протягом 5 с: 0,005/5.

Мікротвердість, визначена чотиригранною пірамідою з ромбічною основою при навантаженні 0,098 Н, прикладеної протягом 10 с: 0,01/10.

2. ВИПРОБУВАННЯ ПО МЕТОДУ НЕВІДНОВЛЕНОГО ВІДПІЧУВАННЯ

2.1. Визначення мікротвердості вдавлюванням методом невідновленого відбитка полягає у нанесенні на випробувану поверхню виробу (зразка) відбитка під дією статичного навантаження, прикладеного до алмазного наконечника протягом певного часу, з одночасним вимірюванням глибини відбитка. Число мікротвердості слід визначати за формулами (5)-(8).

2.2. Випробування методом невідновленого відбитка слід проводити, коли потрібні додаткові характеристики матеріалу (пружне відновлення, релаксація, повзучість за нормальної температури).

2.3. При випробуванні застосовують діамантові наконечники з формою робочої частини, зазначеної в таблиці.

2.4. Число мікротвердості визначають розподілом прикладеної до алмазного наконечника нормального навантаження на умовну площу бічної поверхні відбитка, що відповідає його виміряній глибині.

2.5. Для чотиригранної піраміди з квадратною основою число мікротвердості обчислюють за формулою

, (5)

якщо виражена у ньютонах

,

якщо виражена у кілограм-силах).

2.6. Для тригранної піраміди з основою у вигляді рівностороннього трикутника число мікротвердості обчислюють за формулою

, (6)

якщо виражена у ньютонах

,

якщо виражена у кілограм-силах).

2.7. Для чотиригранної піраміди з ромбічною основою число мікротвердості обчислюють за формулою

, (7)

якщо виражена у ньютонах;

,

якщо виражена у кілограм-силах).

2.8. Для біциліндричного наконечника число мікротвердості ( ) обчислюють за формулою

,

якщо виявляється у ньютонах;

( ,

якщо виражена у кілограм-силах).

У формулах (5)-(8) прийняті такі позначення:

- Нормальне навантаження, прикладене до алмазного наконечника, Н (кгс);

- умовна площа бічної поверхні отриманого відбитка, мм ;

- Глибина відбитка, мм.

2.9. Формули (5), (6), (7) та (8) отримані із співвідношень між розмірами або та заввишки жорстких геометричних тіл форм робочої частини алмазних наконечників (див. таблицю):

;

;

;

2.10. Мікротвердість, визначена за пп.2.5-2.8, позначається відповідно , , і із зазначенням навантаження в кгс та тривалості її застосування.

Приклади умовних позначень

Мікротвердість, визначена за висотою відновлення невідновленого чотиригранною пірамідою з квадратною основою при навантаженні 0,098 Н, прикладеної протягом 15 c: 0,01/15.

Мікротвердість, визначена за висотою невідновленого відбитка біциліндричним наконечником при навантаженні 0,0491 Н, що додається протягом 5 с: 0,005/5.

3. АПАРАТУРА

3.1. Для вимірювання мікротвердості алмазними наконечниками застосовують прилади за ТУ 3-3.1377-83.

3.2. Прилади комплектують алмазними наконечниками відповідно до вимог, встановлених у ТУ 3-3.1377-83.

3.3. У процесі випробувань прилад для вимірювання мікротвердості повинен забезпечувати дотримання наступних умов:

плавне впровадження алмазного наконечника в випробуваний матеріал під дією прикладеного до нього нормального навантаження ;

збереження сталості дії прикладеного до алмазного наконечника навантаження протягом встановленого часу;

допустимі похибки навантаження не повинні перевищувати:

для навантажень 0,1 Н і менше – 2% від номінального значення;

для навантажень понад 0,1 Н – 1% від номінального значення.

3.4. Прилад повинен бути захищений від впливу можливих вібрацій, що передаються через стіни, підлогу будівель або через стіл, на якому встановлений прилад, пристроєм, що амортизує, передбаченим в ТУ 3-3.1377-83.

3.5. Перевірка приладів перед випробуванням - за ТУ 3-3.1377-83.

3.6. Прилад має бути забезпечений мікроскопом для відліку відбитків. Калібрувальний коефіцієнт мікроскопа повинен бути встановлений так, щоб похибка не перевищувала ±0,5% значення, що вимірюється.

Мінімальне збільшення мікроскопа має бути:

200 - Для відбитків понад 25 мкм;

300 - Для відбитків від 76 до 125 мкм;

400 - Для відбитків менше 76 мкм.

Примітка. Для вимірювання відбитка зі збільшенням 200 застосовують об'єктив із апертурою не менше 0,4.

4. ПІДГОТОВКА ДО ВИПРОБУВАННЯ

4.1. Поверхня випробуваного виробу (зразка) має бути вільною від забруднення на ділянці нанесення відбитка. Шорсткість випробуваної поверхні виробу (зразка) має бути грубіше мкм, що визначається за ГОСТ 2789-73 .

4.2. При підготовці поверхні випробуваного виробу (зразка) необхідно вжити запобіжних заходів, враховуючи можливу зміну твердості випробуваної поверхні внаслідок нагрівання або наклепу при механічній обробці.

4.3. Випробуваний виріб (зразок) має бути встановлений на предметному столику приладу так, щоб у процесі випробування він не зміщувався, не прогинається і не повертався.

4.4. Поверхня виробу (зразка), що підлягає випробуванню, має бути встановлена перпендикулярно осі алмазного наконечника.

4.5. Робоча поверхня алмазного наконечника та поверхня випробуваного виробу повинні бути сухими (без мастила).

5. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАННЯ

5.1. При випробуванні матеріалу виробу (зразка) мікротвердість вдавлюванням застосовують навантаження 0,049 (0,005); 0,0981 (0,01); 0,1962 (0,02); 0,4905 (0,05); 0,981 (0,1); 1,962 (0,2) або 0,0491 (0,005); 0,0981 (0,01); 0,1962 (0,02); 0,4905 (0,05); 0,981 (0,1); 1,962 (0,2); 4,905 (0,5) Н (кгс).

При визначенні мікротвердості металів чотиригранною пірамідою із квадратною основою допускається застосовувати навантаження 0,0098 (0,001); 0,0196 (0,002) та 2,943 (0,3) Н (кгс).

5.2. (Виключений, Зм. N 2).

5.3. Для отримання найбільш точного результату вимірювання мікротвердості навантаження має бути можливо більшою.

5.4. На боці виробу (зразка), протилежної досліджуваної, після нанесення відбитка не повинно бути слідів деформації матеріалу, помітних неозброєним оком.

5.5. При вимірі мікротвердості покриттів з однорідного матеріалу (гальванічних, дифузійних, цементованих та ін.) на металі або інших матеріалах навантаження має бути тим менше, чим тонший шар покриття. Якщо товщина випробуваного шару невідома, рекомендується провести кілька вимірювань при різних навантаженнях: 0,098; 0,196; 0,490; 0,981 Н і т.д.

Якщо матеріал основи [серцевина виробу (зразка)] не впливає на результат вимірювань, то значення мікротвердості співпадуть або будуть близькі один до одного.

Якщо значення мікротвердості при зростанні навантаження будуть зменшуватися або збільшуватися, то навантаження слід зменшувати до тих пір, поки дві суміжні навантаження не будуть давати збігаються або близькі один до одного результати.

5.6. Різниця розмірів або одного відбитка має перевищувати 3% від меншого значення.

5.7. Відстань від центру відбитка до краю виробу (зразка) має бути щонайменше подвійного розміру відбитка. Відстань між центрами відбитків, нанесених на одну поверхню, повинна перевищувати розмір відбитка більш ніж утричі.

5.8. Навантаження має здійснюватися плавно, без поштовхів. Швидкість опускання алмазного наконечника має позначатися на розмірах відбитка. Тривалість витримки має становити не менше 3 с.

5.9. Вимір розмірів відбитків виконується на мікроскопі у світлому полі з похибкою відрахування ±0,5 від найменшого поділу шкали при об'єктиві збільшення 30-40 (чисельна апертура ).

5.10. Випробування проводять за температури навколишнього середовища (20±5) °С.

5.11. Число відбитків та місце їх нанесення на виріб (зразок) повинно встановлюватись у нормативно-технічній документації на конкретні вироби.

5.12. При вимірі мікротвердості виробу (зразка) з криволінійною поверхнею, коли радіус кривизни на один-два порядку більше розміру відбитка, числа мікротвердості мають умовне значення для порівняння мікротвердості поверхонь однакової кривизни.

5.13. При вимірюванні мікротвердості виробів (зразків) з неоднорідних, пористих, анізотропних матеріалів, коли вимоги пп.4.1 та 5.3-5.7 нездійсненні, шорсткість поверхні, величина навантаження, час навантаження та витримки під навантаженням, допустиме спотворення форми відбитків, співвідношення між мінімальним зразка) та глибиною відбитка, введення поправочних коефіцієнтів на кривизну поверхні повинні встановлюватись у нормативно-технічній документації на конкретні вироби.

6. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

6.1. Значення мікротвердості обчислюють за формулами (1)-(8) або знаходять у таблицях додатка 1.

6.2. Розміри або відбитка за його виміряною глибиною знаходять у таблиці додатка 3.

6.3. За число мікротвердості приймають середнє арифметичне результати окремих вимірювань.

6.4. Числа мікротвердості дозволяється округлювати до цілих одиниць за двозначних і більше значень і до одного-двох десяткових знаків — за однозначних. Відносна похибка округлення числа мікротвердості має перевищувати 2% від виміряної величини мікротвердості.

6.5. У протоколі випробування слід зазначити:

позначення випробуваного виробу (зразка);

тип приладу із зазначенням характеристик застосованої оптики (об'єктив, окуляр);

позначення мікротвердості;

розміри відбитків;

значення мікротвердості.