Метод Бринелля

Ме́тод Брине́лля — один из основных методов определения твёрдости материала.

История

Метод предложен шведским инженером Юханом Августом Бринеллем (1849-1925 гг.) в 1900 году и стал первым широко используемым и стандартизированным методом определения твёрдости в материаловедении.

Методика проведения испытаний и расчёт твёрдости

Принципиальная схема
Отпечаток индентора на эталонном образце.
Твёрдость 96,5 HBW 10/1000/10 (см. расшифровку обозначения)

Метод Бринелля относится к методам вдавливания.

Испытание проводится следующим образом:

  • вначале образец подводят к индентору;
  • затем вдавливают индентор в образец с плавно нарастающей нагрузкой в течение 2‑8 секунд;
  • после достижения максимальной величины нагрузка на индентор выдерживается в определённом промежутке времени (для сталей обычно 10‑15 секунд);
  • затем снимают приложенную нагрузку, отводят образец от индентора и измеряют диаметр получившегося отпечатка.

В качестве инденторов используются шарики из твёрдого сплава диаметра 1; 2; 2.5; 5 и 10 мм. Величину нагрузки и диаметр шарика выбирают в зависимости от исследуемого материала.

Исследуемые материалы делят на 5 основных групп:

1 — сталь, никелевые и титановые сплавы;
2 — чугун;
3 — медь и сплавы меди;
4 — лёгкие металлы и их сплавы;
5 — свинец, олово.

Кроме того, выше приведённые группы могут разделяться на подгруппы в зависимости от твёрдости образцов.

При выборе условий испытаний следят за тем, чтобы толщина образца, как минимум, в 8 раз превышала глубину вдавливания индентора. И ещё важно контролировать диаметр отпечатка, который должен находиться в пределах от 0,24·D до 0,6·D, где D — диаметр индентора (шарика).

Твёрдость по Бринеллю обозначается "HB" (Hardness Brinell) при применении стального шарика в качестве индентора или «HBW» при применении в качестве индентора шарика из твёрдого сплава и может рассчитываться двумя методами:

  • метод восстановленного отпечатка;
  • метод невосстановленного отпечатка.

По методу восстановленного отпечатка твёрдость рассчитывается как отношение приложенной нагрузки к площади поверхности отпечатка:

,

где:

  •  — приложенная нагрузка, Н;
  •  — диаметр шарика, мм;
  •  — диаметр отпечатка, мм.

По методу невосстановленного отпечатка твёрдость определяется как отношение приложенной нагрузки к площади внедрённой в материал части индентора:

,

где  — глубина внедрения индентора, мм.

Нормативными документами определены:

  • диаметры индентора;
  • время вдавливания;
  • время выдержки под максимальной нагрузкой;
  • минимальная толщина образца;
  • минимальная и максимальная величины диагоналей отпечатка;
  • максимальные нагрузки;
  • группа исследуемого материала.

По ISO 6506-1:2005 (ГОСТ 9012-59) регламентированы следующие основные нагрузки: 9.807 Н; 24.52 Н; 49.03 Н; 61.29 Н; 98.07 Н; 153.2 Н; 245.2 Н; 294.2 Н; 306.5 Н; 612.9 Н; 980.7 Н; 1226 Н; 2452 Н; 4903 Н; 7355 Н; 9807 Н; 14 710 Н; 29 420 Н.

Пример обозначения твёрдости по Бринеллю:

600 HBW 10/3000/20,

где:

  • 600 — значение твёрдости по Бринеллю, кгс/мм²;
  • HBW — символьное обозначение твёрдости по Бринеллю;
  • 10 — диаметр шарика в мм;
  • 3000 — приблизительное значение эквивалентной нагрузки в кгс (3000 кгс = 29 420 Н);
  • 20 — время действия нагрузки, с.

Для определения твёрдости по методу Бринелля используют различные твердомеры (например, твердомеры для металлов) как стационарные, так и переносные.

Типичные значения твёрдости для различных материалов

Материал Твёрдость
Мягкое дерево, например, сосна 1,6 HBS 10/100
Твёрдое дерево от 2,6 до 7,0 HBS 10/100
Полиэтилен низкого давления 4,5-5,8 HB[1]
Полистирол 15 HB[1]
Алюминий 15 HB
Медь 35 HB
Дюраль 70 HB
Мягкая сталь 120 HB
Нержавеющая сталь 250 HB
Стекло 500 HB
Инструментальная сталь 650-700 HB

Преимущества и недостатки

Недостатки

  • Метод рекомендуется применять для материалов с твёрдостью до 450 HB.
  • Твёрдость по Бринеллю зависит от нагрузки (обратный размерный эффект — англ. reverse indentation size effect).
  • При вдавливании индентора по краям отпечатка из-за выдавливания материала образуются навалы и наплывы, что затрудняет измерение как диаметра, так и глубины отпечатка.
  • Из-за большого размера тела внедрения (шарика) метод неприменим для тонких образцов.

Преимущества

  • Зная твёрдость по Бринеллю, можно приблизительно найти предел прочности и текучести материала по указанным ниже формулам, что важно для прикладных инженерных задач.

Для стали

,

где  — предел прочности, МПа.

,

где  — предел текучести, МПа.

Для алюминиевых сплавов

Для медных сплавов

  • Так как метод Бринелля — один из самых старых, накоплено много технической документации, где твёрдость материалов указана в соответствии с этим методом.
  • Данный метод является более точным по сравнению с методом Роквелла на более низких значениях твёрдости (ниже 30 HRC).
  • Также метод Бринелля менее критичен к чистоте поверхности, подготовленной под замер твёрдости.

Перевод результатов измерения твёрдости различными методами

Результаты измерения твёрдости по методу Бринелля могут быть переведены с помощью таблиц в единицы твёрдости по другим методам, например метод Виккерса и метод Роквелла. В свою очередь, измерения твёрдости двумя последними методами могут быть переведены в единицы твёрдости по методу Бринелля. Перевод чисел твёрдости следует использовать лишь в тех случаях, когда невозможно испытать материал при заданных условиях. Полученные переводные числа твёрдости как табличные, так и рассчитанные по уравнениям согласно ASTM E140-07 являются лишь приближёнными и могут быть неточными для конкретных случаев. С физической точки зрения, такое сравнение чисел твёрдости, полученных разными методами и имеющих разную размерность, лишено всякого физического смысла.

Нормативные документы

  • ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) «Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю»
  • ISO 6506-1:2014 «Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method»
  • ASTM E-10 «Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials»
  • ASTM E140-07 «Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness»

См. также

Примечания

  1. 1 2 Справочник по пластическим массам под редакцией М. И. Гарбара, М. С. Акутина, Н. М. Егорова (М., «Химия», 1967)

Read other articles:

Azienda Ospedale-Università PadovaStato Italia LocalitàPadova IndirizzoVia Giustiniani, 1 Fondazione1778 Posti letto(dati 2019)[1] 1.632 Acuti 50 riabilitazione 1.682 totali Num. ricoveri annui(dati anno 2006) Ordinari 54.938 Day hospital 13.922 Num. impiegati4.784 Dir. generaleGiuseppe Dal Ben Dir. sanitarioMichele Tessarin Dir. amministrativoFabio Perina Sito webwww.aopd.veneto.it/ Mappa di localizzazione Modifica dati su Wikidata · ManualeCoordinate: 45°24′15.53″N...

 

Pour les articles homonymes, voir Comté de Clarke. Cet article est une ébauche concernant l’Alabama. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Comté de ClarkeClarke County Le palais de justice de Grove Hill, siège du comté. Administration Pays États-Unis État Alabama Chef-lieu Grove Hill Fondation 10 décembre 1812 Démographie Population 23 087 hab. (2020) Densité 7,2 hab./km2 Géo...

 

Regional impacts of El NiñoRegional impacts of La Niña. Effects of the El Niño–Southern Oscillation in Australia is present across most of Australia, particularly the north and the east, and is one of the main climate drivers of the country. Associated with seasonal abnormality in many areas in the world, Australia is one of the continents most affected and experiences extensive droughts alongside considerable wet periods that cause major floods. There exist three phases — El Niñ...

Governor of Montana (1863–1946) John Edward EricksonUnited States Senator from MontanaIn officeMarch 13, 1933 – November 6, 1934Appointed byFrank Henry CooneyPreceded byThomas J. WalshSucceeded byJames E. Murray8th Governor of MontanaIn officeJanuary 4, 1925 – March 13, 1933LieutenantW.S. McCormackFrank A. HazelbackerFrank Henry CooneyPreceded byJoseph M. DixonSucceeded byFrank Henry Cooney Personal detailsBorn(1863-03-14)March 14, 1863Stoughton, WisconsinDiedMay 25, 1...

 

1979 compilation album by PocoThe Songs of Paul CottonCompilation album by PocoReleased1979GenreCountry rockLabelEpic Professional ratingsReview scoresSourceRatingAllmusic[1] Poco: The Songs of Paul Cotton is a compilation album consisting of songs by Paul Cotton of the band Poco, released in 1979. Track listing All songs by Paul Cotton Bad Weather – 5:02 One Horse Blue – 3:34 Western Waterloo' – 4:00 Faith In The Families– 3:43 Angel – 4:55 Blue Water – 3:07 A Rig...

 

عبد العظيم بن حسن البلقية (بالملايوية العربية: ڤڠيرن مودا عبدالعظيم)‏   الأمير عبد العظيم في المؤتمر الثاني لأسيان بخصوص مرض التوحد، خلال شهر أبريل 2013    معلومات شخصية الميلاد 29 يوليو 1982[1]  بندر سري بكاوان  الوفاة 24 أكتوبر 2020 (38 سنة) [2][3]  مركز جير

German war criminal and Nazi concentration camp guardHildegard LächertBorn(1920-03-19)19 March 1920Berlin, Weimar RepublicDied14 April 1995 (aged 75)Berlin, GermanyCriminal statusDeceasedMotiveNazismConviction(s)PolandCrimes against humanityWest GermanyAccessory to murderCriminal penaltyPoland15 years imprisonmentWest Germany12 years imprisonment Hildegard Martha Lächert (19 March 1920 – 14 April 1995)[1] was a female guard, or Aufseherin, at several concentration camps contro...

 

1953 film This article is about the film directed by John Ford. For the book by Isaac Asimov, see The Sun Shines Bright (book). The Sun Shines BrightFilm posterDirected byJohn FordScreenplay byLaurence StallingsBased onIrvin S. Cobb(short stories)The Sun Shines BrightThe Mob from MassacThe Lord ProvidesProduced byMerian C. CooperJohn FordStarringCharles WinningerArleen WhelanCinematographyArchie StoutEdited byJack MurrayMusic byVictor YoungColor processBlack and whiteProductioncompanyArgosy P...

 

This article includes a list of general references, but it lacks sufficient corresponding inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (February 2023) (Learn how and when to remove this template message) This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Moravian Margrave Wars – news...

Curaçaoan politician Adèle van der Pluijm-VredeActing Governor of CuraçaoIn office24 November 2012 – 4 November 2013Prime MinisterStanley BetrianDaniel HodgeIvar AsjesPreceded byFrits GoedgedragSucceeded byLucille George-WoutMonarchsBeatrix Willem-AlexanderGovernorFrits GoedgedragLucille George-WoutActing Governor of the Netherlands AntillesIn office1 April 2002 – 10 October 2010MonarchBeatrixGovernorFrits GoedgedragPreceded byR.M. De PaulaSucceeded byoffice abolished...

 

Prison in Iran This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Evin Prison – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (September 2023) (Learn how and when to remove this template message) Evin PrisonEvin Prison's main entrance in 2008Location in TehranLocationEvinCoordinates35°47′46″N 51°23′02″E...

 

Blick über den Platz nach Nordosten mit Venusbrunnen Der Sloane Square ist ein Platz zwischen den Londoner Stadtteilen Knightsbridge, Belgravia und Chelsea. Der Platz ist Teil der Hans Town und wurde 1771 von Henry Holland entworfen. Die „Town“ und der Platz, wie auch eine Straße, wurden nach dem Mediziner Hans Sloane benannt.[1] Der Platz liegt an den Enden der bekannten Straßen Kings Road und Sloane Street. In den 1980er Jahren wurde der Spitzname Sloane Rangers für Sprößl...

Samuel L. JacksonSamuel L. Jackson in Hollywood California - June 2019LahirSamuel Leroy Jackson21 Desember 1948 (umur 74)Washington, D.C., ASWarga negaraAmerika SerikatGabonAlmamaterMorehouse College (BA)PekerjaanAktorproduserTahun aktif1972–sekarangSuami/istriLaTanya Richardson ​(m. 1980)​Anak1 Samuel Leroy Jackson (lahir 21 Desember 1948) adalah Aktor dan produser Amerika. Salah satu aktor yang paling dikenal di generasinya, the film di mana dia tela...

 

American swimmer Alyssa AndersonPersonal informationFull nameAlyssa Jean AndersonNational team United StatesBorn (1990-09-30) September 30, 1990 (age 33)Santa Clara, California, U.S.Height5 ft 8 in (173 cm)Weight141 lb (64 kg)SportSportSwimmingStrokesButterfly, freestyleClubSierra Marlins Swim TeamCollege teamUniversity of Arizona Medal record Women's swimming Representing the United States Olympic Games 2012 London 4×200 m freestyle World Champio...

 

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Taiwan Television – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (June 2020) (Learn how and when to remove this template message) You can help expand this article with text translated from the corresponding article in Chinese. (May 2022) Click [show] for im...

Pria bertameng melemparkan lembing Lembing adalah sebuah tombak ringan yang biasanya dirancang untuk dilemparkan, dulunya sebagai senjata jarak jauh, namun kini umumnya dipakai untuk olahraga. Lembing biasanya nyaris selalu dilemparkan menggunakan tangan, tak seperti umban, busur, dan busur silang, yang meluncurkan proyektil-proyektil dengan bantuan mekanisme yang dipegang tangan. Bacaan tambahan Anglim, Simon et al., (2003), Fighting Techniques of the Ancient World (3000 B.C. to 500 A.D.): E...

 

Relations entre la Finlande et l'OTAN Finlande OTAN Histoire et événements 9 mai 1994 Partenariat pour la paix 18 mai 2022 Demande d'adhésion à l'OTAN 4 avril 2023 Adhésion à l'OTAN modifier  Les relations entre la Finlande et l'OTAN sont des relations militaires existant depuis 1994 entre la Finlande et l'Organisation du traité de l'Atlantique nord (OTAN). La Finlande, pays membre de l'Union européenne depuis 1995, faisait partie depuis les années 1950[1] des six pays de l'...

 

1969 science fantasy novel by Christopher Stasheff This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: The Warlock in Spite of Himself – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (August 2010) (Learn how and when to remove this template message) First edition (publ. Ace Books)Cover art by Jack Gaughan. The War...

2 Tawarikh 10Kitab Tawarikh (Kitab 1 & 2 Tawarikh) lengkap pada Kodeks Leningrad, dibuat tahun 1008.KitabKitab 2 TawarikhKategoriKetuvimBagian Alkitab KristenPerjanjian LamaUrutan dalamKitab Kristen14← pasal 9 pasal 11 → 2 Tawarikh 10 (atau II Tawarikh 10, disingkat 2Taw 10) adalah bagian dari Kitab 2 Tawarikh dalam Alkitab Ibrani dan Perjanjian Lama di Alkitab Kristen. Dalam Alkitab Ibrani termasuk dalam bagian Ketuvim (כְּתוּבִים, tulisan).[1][2] Te...

 

American reality television series Hogan Knows BestGenreDocumentaryDirected byScott BennettStarring Terry Hulk Hogan Bollea Linda Hogan Brooke Hogan Nick Hogan Country of originUnited StatesNo. of seasons4No. of episodes43ProductionExecutive producers Brad Abramson Kimberly Belcher Cowin Michael Hirschorn Shelly Tatro ProducerJohn EhrhardRunning time20 to 23 minutes(excluding commercials)Production companyPink Sneakers ProductionsOriginal releaseNetworkVH1ReleaseJuly 10, 2005 (2005-07-10...

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!