Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9012-59
(ИСО 410-82,
ИСО 6506-81)

Группа В09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МЕТАЛЛЫ

Метод измерения твердости по Бринеллю

Metals.
Method of Brinell hardness measurement

МКС 77.040.10

ОКСТУ 1909

Дата введения 1960-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
          

2. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 468-88, ИСО 410-82, ИСО 6506-81
     

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
     

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
     

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 2789-73	1.2
ГОСТ 3722-81	3.2
ГОСТ 23677-79	3.1

     

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС  N 4-94)
     

6. ИЗДАНИЕ (август 2006  г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, утвержденными Пост. N 1716 от 16.05.79; Пост. N 3573 от 12.10.84; в марте 1986 г., октябре 1989 г. (ИУС 6-63, 7-79, 1-85, 6-86, 2-90),  с Поправками (ИУС 4-2001, 1-2003)
          
     
     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, приложенного перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия.
          
     Определения и обозначения приведены в приложении 1.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 4, 5).
     
     

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Толщина образца должна не менее чем в 8 раз превышать глубину отпечатка и определяется по формуле
     

( выражена в );

( 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) должна быть не более 2,5 мкм по ГОСТ 2789, 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.
     
     Разд. 1 (Измененная редакция, Изм. N 5).
     
     Разд. 2 (Исключен, Изм. N 5).
     
        

3. АППАРАТУРА

3.1. Прибор для измерения твердости по ГОСТ 23677.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 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	Предельное отклонение
10,0	± 0,005
5,0	± 0,004
2,5	± 0,003
2,0	± 0,003
1,0	± 0,003

      Требования к разноразмерности по диаметру, непостоянству единичного диаметра, отклонению от сферичности и шероховатости поверхности должны соответствовать шарикам степени точности 20 по ГОСТ 3722.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 5).
     

3.3. (Исключен, Изм. N 5).
     
     

4. ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ

4.1. Измерение твердости проводят при температуре °С.
     
     При разногласиях в оценке качества металлопродукции измерение твердости проводят при температуре (23±5) °С.
     
     (Поправка, ИУС 4-2003).
    

4.2. При измерении твердости прибор должен быть защищен от ударов и вибрации.
     

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 избежание 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 выбирают в зависимости от металла и его твердости в соответствии с табл. 2.    
     
     

Таблица 2

Материал	Твердость по Бринеллю
Сталь, чугун, высокопрочные сплавы (на основе никеля, кобальта и др.)	До 140	10
	140 и более	30
Титан и сплавы на его основе	От 50	15
Медь и сплавы на ее основе, легкие металлы и их сплавы	Менее 35	5
	От 35	10
Подшипниковые сплавы	От 8 до 50	2,5
Свинец, олово и другие мягкие металлы	До 20	1

     

Усилие в зависимости от значения и диаметра шарика устанавливают в соответствии с табл. 3.

Таблица 3

Диаметр шарика , мм	Усилие , Н (кгс), для
	30	15	10	5	2,5	1
1,0	294,2 (30)	-	98,07 (10)	49,03 (5)	24,52 (2,5)	9,807 (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)	98,7 (100)

4.7. Диаметр шарика и соответствующее усилие выбирают таким образом, чтобы диаметр отпечатки находился в пределах от 0,24 до 0,6.
  

4.8. При измерении твердости наконечник плавно приводят в соприкосновение с поверхностью образца и плавно прикладывают заданное усилие 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
до 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 ; расстояние между центрами двух смежных отпечатков должно быть не менее четырех диаметров отпечатка; для металлов с твердостью до 35 НВ (HBW) эти расстояния должны быть соответственно 3 и 6.
     
     При разногласиях в результатах измерения твердости на образцах с криволинейной поверхностью длина и ширина изготовленной плоской площадки должны быть не менее двух диаметров 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 и измеряются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. За диаметр отпечатка принимается среднеарифметическое 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.
     
     Разд. 4 (Измененная редакция, Изм. N 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.
     
     Разд. 5 (Измененная редакция, Изм. N 5).
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (обязательное). Определения и обозначения

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

Обозначение	Наименование
	Диаметр шарика, мм
	Усилие, Н (кгс)
	Диаметр отпечатка, мм
	Глубина отпечатка, вычисляемая по формуле            , мм
	Толщина образца, мм
	Площадь поверхности сферического отпечатка, мм
	Отношение усилия к квадрату диаметра шарика            , Н/мм (кгс/мм )
НВ	Твердость по Бринеллю при применении стального шарика
HBW	Твердость по Бринеллю при применении шарика из твердого сплава

     Твердость по Бринеллю НВ (HBW) численно равна отношению приложенного усилия к площади сферического отпечатка и рассчитывается по формулам
     

,

     когда усилие выражено в Н;
     

,

когда усилие выражено в кгс.
     
     Твердость по Бринеллю обозначают символом НВ (HBW), которому предшествует числовое значение твердости из трех значащих 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 НВ 5/750 - твердость по 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 твердость по Бринеллю обозначают только числовым значением твердости и символом НВ или HBW: например, 185 НВ, 600 HBW.
     
     Обозначения параметров приведены на чертеже.
         

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). Минимальная толщина образца

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

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

     Приложения 1, 2 (Измененная редакция, Изм. N 5).
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (обязательное). Таблицы величин твердости по Бринеллю

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

При диаметре шарика =10 мм, испытательной нагрузке =29430 Н (3000 кгс) и =30

Таблица 1

, 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	311	309	307	306	304
3,50	302	300	298	297	295	293	292	290	288	286
3,60	285	283	282	280	278	277	275	274	272	271
3,70	269	268	266	265	263	262	260	259	257	256
3,80	255	253	252	250	249	248	246	245	244	242
3,90	241	240	239	237	236	235	234	232	231	230
4,00	229	228	226	225	224	223	222	221	219	218
4,10	217	216	215	214	213	212	211	210	209	208
4,20	207	205	204	203	202	201	200	199	198	198
4,30	197	196	195	194	193	192	191	190	189	188
4,40	187	186	185	185	184	183	182	181	180	179
4,50	179	178	177	176	175	174	174	173	172	171
4,60	170	170	169	168	167	167	166	165	164	164