ГОСТ Р 8.748-2011

• gost-r-8748-2011.pdf (0.99 MiB)
  ГОСТ Р 8.748-2011

ГОСТ Р 8.748−2011 (ISO 14577−1:2002 г.) Държавна система за осигуряване единство на измерванията (пред вас). Метали и сплави. Измерване на твърдост и други характеристики на материалите при инструментальном индентировании. Част 1. Метод на изпитване

ГОСТ Р 8.748−2011
(ISO 14577−1:2002)
Група Т62.2

НАЦИОНАЛЕН СТАНДАРТ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ

Държавна система за осигуряване единство на измерванията

МЕТАЛИ И СПЛАВИ. ИЗМЕРВАНЕ НА ТВЪРДОСТ И ДРУГИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА МАТЕРИАЛИТЕ ПРИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ИНДЕНТИРОВАНИИ

Част 1

Метод на изпитване

State system for ensuring the uniformity of measurements. Металик materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 1. Test method

ОУКС 17.020
ОКСТУ 0008

Дата на въвеждане 2013−05−01

Предговор

Цели и принципи на стандартизацията в Руската Федерация са монтирани Федералния закон от 27 декември 2002 г., N 184-FZ «ЗА фараон», както и правила за прилагане на националните стандарти на Руската Федерация — ГОСТ Р 1.0−2004* «Стандартизация в Руската Федерация. Основни положения"
________________
* На територията На Руската Федерация документ не действа. Действа ГОСТ Р 1.0−2012. — Забележка на производителя на базата данни.
Информация за стандарта

1 ИЗГОТВЕН от Всеруския научно-изследователски института за физико-технически и радиокомуникационни измервания на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология въз основа на собствения си автентичен превод на български език на международния стандарт, посочен в параграф 4

2 РЕГИСТРИРАН на Горивото метрология на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология

3 ОДОБРЕНА И влязла В сила Заповед на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология от 13 декември 2011 г. N 1071-член

4 Настоящият стандарт модифицирано по отношение на международния стандарт ISO 14577−1:2002* «Материали на метална конструкция. Определяне на твърдост и други параметри материали инструментален метод вдавливания. Част 1. Метод за определяне» (ISO 141577−1:2002 «Металик materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 1: Test method»). При този допълнителни думи (фрази, параметри, техните стойности), включени в текста на стандарта за отчитане на нуждите на икономиката на Руската Федерация и/или особеностите на руската национална стандартизация, разпределени подчерта твърда хоризонтална линия**.
** В хартиен оригинал номер на стандарта в раздела «Библиография», посветен подчерта твърда хоризонтална линия, в електронната версия на документа е подчертана от символа «#". — Забележка на производителя на базата данни.

Наименование на настоящия стандарт е променена спрямо наименование на посочения международен стандарт за привеждане в съответствие с ГОСТ Р 1.5−2004* (раздел 3.5)
________________
* На територията На Руската Федерация документ не действа. Действа ГОСТ Р 1.5−2012. — Забележка на производителя на базата данни.

5 ВЪВЕДЕНА ЗА ПЪРВИ ПЪТ

Информация за промените в този стандарт се публикува в годишния издаваемом като доказателства представя следните документи», текст на промени и изменения в месечни издаваемом информационния индекс «Национални стандарти». В случай на преразглеждане (замяна) или отменяне на настоящия стандарт съответното уведомление ще бъде публикувано в месечни издаваемом информационния индекс «Национални стандарти». Съответната информация, уведомяване и текстове се поставят също в информационната система за общо ползване — на официалния сайт на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология на Интернет

Въведение

Под инструментален индентированием се разбира процес, управляван от специална изпитателната инсталация, при който се случва непрекъснато въвеждане на дюзи (диамантена пирамида Берковича, Виккерса, твърдосплавен топчета и т.н.) в тестов образец на под действието плавно нарастваща натоварване с последващо я извадите и да се регистрирате зависимост движат от върха на натоварването.

Твърдост обикновено се определят като съпротивление на материала вдавливанию друг по-твърд материал. Резултатите, получени при определяне на твърдост по Роквеллу, Викерс и Бринеллю, определят след отстраняване на натоварване тест. Така че влиянието на еластичната деформация на материала под въздействие на дюзи (индентора) не се взема предвид.

Този стандарт е подготвен за осигуряване на възможности за определяне на твърдост и други механични характеристики на материала чрез споделяне на измерване на обема на работа и преместване на върха по време на индентирования. Проследяват пълен цикъл на нагружения и облекчаване на натоварването за изпитването, може да се определи стойности на твърдост, еквивалентни стойности, услуга) класическите методи за измерване на твърдост. Също така, този метод позволява да се определи допълнителни свойства на материала, като го модул на еластичност индентирования и упругопластическую твърдост. Тези стойности могат да се изчисли без оптично измерване отстъпи.

Стандарт е разработен за осигуряване на възможността за получаване на много характеристики, чрез извършване на анализ на данни след тестове.

1 Област на приложение

Този стандарт определя метод на изпитване инструментални индентированием за определяне на твърдост и други характеристики на материалите за три диапазони, посочени в таблица 1.


Таблица 1 — Обхват на прилагането на метода на

Макродиапазон	Микродиапазон	Нанодиапазон
	; микрона	хм
За нанодиапазона механична деформация силно зависи от формата на върховете на върха, и на резултата от изчисление на параметрите на материали значително влияние оказва функция на площад контактирующей областта на върха, използвани в инсталация за изпитване. Затова се изисква прецизно калибриране на уреда и форма на върха, за да се постигне единство на възпроизвеждане характеристики на материалите, определени в различни инсталации.

Макро — и микродиапазоны се различават като изпитвателни товари, така и дълбочина индентирования.

Имайте предвид, че микродиапазон се характеризира с горната граница натоварване тест (2 Н) и по-ниския лимит на дълбочината на индентирования (0,2 микрона).

Референтни материали за определяне на твърдост и други характеристики са дадени в приложение А.

При използване на върха пирамидална или конична форма в зоната на контакт има висока концентрация на механични натоварвания, вследствие на което може да го повреди, така че за макродиапазона често се използват сачмени уши.

За субектите на проби с много висока твърдост и модул на еластичност, за да вземат предвид влиянието на деформация на върха на резултатите от измерванията.

Забележка — Инструментален метод индентирования може също да се използва за тънки метални покрития и неметални материали. В този случай трябва да се вземат предвид характеристиките, посочени в съответните стандарти (виж също т. 6.3).

2 позоваване

В настоящия стандарт са използвани позоваване на следните стандарти:

В 9450−76 Измерение микротвердости вдавливанием диамантени накрайници

В 25142−82 Грапавост на повърхността. Термини и определения

Забележка — При ползване на настоящия стандарт е препоръчително да се провери действието на посочените стандарти в информационната система за общо ползване — на официалния сайт на национален орган на Руската Федерация по стандартизация в Интернет или за ежегодно издаваемому информационното показалеца «Национални стандарти», която е публикувана от 1 януари на текущата година, и за съответните месечни издаваемым информационни знаци, публикувани през настоящата година. Ако референтен стандарт заменя (променен), при ползването на настоящия стандарт трябва да се ръководи от който замества (променен) стандарт. Ако референтен стандарт е отменен без замяна, позиция, в която дадена връзка към него, се прилага в частта, засягащи тази връзка.

3 Наименования

В таблица 2 са основните означения, използвани в стандарта (виж също рисунки 1 и 2).


Таблица 2 — Нотация

Наименование	Наименование	Единица за измерване
	Ъгъл при върха на човката	°
	Радиус на сфера на върха	мм
	Тест на натоварване	Н
	Максимална натоварване тест	Н
	Дълбочина индентирования под действието на натоварване тест	мм
	Максимална дълбочина индентирования при	мм
	Пресечната Точка на допирателна към крива 2 при с оста на движение (виж фигура 1)	мм
	Остатъчна дълбочина отстъпи след отстраняване на натоварване тест	мм
	Дълбочината на потапяне на човката в зоната на проба при	мм
	Площ на напречното сечение на върха на разстояние от върха	мм
	Площ на напречното сечение на върха на разстояние от върха	мм
	Твърдост по скалата на Мартенса	-
	Модул на еластичност при индентировании	Н/мм
	Пълзене при индентировании	%
	Релаксация при индентировании	%
	Пълна механична работа при индентировании	Н·м
	Работа на еластична деформация при индентировании	Н·м
	Отношението на	%
	Твърдост по скалата на Мартенса, определена от наклона на кривата на нагружения по -диаграма	-
	Твърдост индентирования	-
Бележки 1 се Допуска използване на комбинации или дольных единици. 2 1 N/mm=1 Mpa.

Фигура 1 — Методология на изпитването (F-h-графика на зависимостта на натоварването от дълбочината на индентирования)

1 — крива, съответстваща на увеличаване на натоварване тест (нагружение); 2 — крива, съответстваща на намаляване на теста на натоварване (разтоварване); 3 — касательная към крива 2 при

Фигура 1 — Методология на изпитването (-графика на зависимостта на натоварването от дълбочината на индентирования)

Фигура 2 — Схема на надлъжно сечение зона индентирования

1 — съвет; 2 — повърхност надписи в тестовата проба след пълно разтоварване; 3 — повърхност соприкасания изпит проба с върха при максимална дълбочина индентирования и изпитване на натоварване

Фигура 2 — Схема на надлъжно сечение зона индентирования

4 Основни разпоредби

Непрекъснато измерване на стойности на натоварване и дълбочина на индентирования позволява да се определи твърдостта и свойствата на материала (виж рисунките 1 и 2). Трябва да използвате съвет от материал, по-солидна, отколкото тестов материал, който има една от следните форми:

a) diamond съвет е във формата на правилна четырехгранной пирамида с ъгъл на ° между противоположните аспекти при върха (diamond съвет Виккерса, виж фигура А. 1),

б) диамантена пирамида с триъгълен основа (като например пирамидата на Берковича, виж фигура А. 1),

c) топка от твърда сплав (особено за проучване на материалите в еластична област),

d) diamond сферична съвет.

Този стандарт не изключва използването на накрайници друга форма, но въпреки това тази форма трябва да се вземат предвид при тълкуване на резултатите, получени с помощта на такива накрайници. Можете да използвате също и други материали на върха, например сапфир.

Забележка — Във връзка с кристална структура на диамант сферични накрайници не притежават идеална сферична форма и често са многогранниками.


Методика на измерване може да се реализира по два начина:

— задаване на натоварване, измерване на причинени от него преместване на върха, и

— задаване на движение на върха, измерване на повикващия това преместване на натоварването.

Стойности на натоварване тест и съответната дълбочина индентирования определят в рамките само на измерване. В резултат на това се получават данни за прикладываемой натоварване и съответната дълбочина индентирования като функция на времето, -диаграма (виж фигура 1 и приложение В).

За автентичния натоварвания и съответната й дълбочина индентирования, за всеки цикъл на изпитване, е важно да се установи нулева точка индентирования за крива (виж 7.3). При измерване на зависими от времето ефекти:

a) c помощта на метода за контрол на натоварване тест прикладываемую натоварването поддържат постоянна в рамките на определен период от време, а промяната в дълбочината на индентирования измерва като функция на времето на експозицията под товар (виж рисунки A. 3 и Б. 1).

b) c помощта на метода на контролирана дълбочина на дълбочина индентирования поддържат постоянна в рамките на определен период от време, а промяната прикладываемой товар се измерва като функция на времето на задържане на фиксирана дълбочина индентирования (виж рисунки A. 4 и Б. 2).

Два от посочените по-горе метода дават различни резултати в сегменти (2) и (6) кривите на фигура Б. 1а) и Б. 2b) или в цифри, Б. 1б) и в 2а).

5 Инсталация за изпитване

5.1 Дизайн на инсталациите за изпитване трябва да осигури възможност за приложение на определени изпитвателни товари и отговарят на изискванията на [1].

5.2 Дизайн на инсталациите за изпитване трябва да осигури възможност за измерване и записване на стойностите на прикладываемой товари, преместване и време на целия цикъл на изпитване.

5.3 Дизайн на инсталациите за изпитване трябва да осигури възможност за компенсиране на собствената несъответствия и използване от съответната функция площад на върха (виж приложение С настоящия стандарт и [1] (точки 4.5 и 4.6)).

5.4 Накрайници, използвани в инсталация за изпитване, могат да имат форма, изброени в [1] и В чл. 9450. (Допълнителна информация за диамант наконечниках е дадена в приложение D).

5.5 Монтаж на изпитване трябва да бъде калибриран в работния температурен диапазон в съответствие с Ръководството за експлоатация.

Инсталация за изпитване трябва да работи в температурния диапазон, посочен в 7.1, и да бъде калибриран в съответствие с предписанията на [1] (пункт4.4.3)

6 Тестов образец на

6.1 Изпитването трябва да се извърши в такава област на повърхността на пробата, която ще позволи да се определи -диаграма индентирования за съответния диапазон и с необходимата несигурност. В областта на контакт на върха с предмети на пробата не трябва да бъде течности, смазочни материали, с изключение на места, където това е необходимо за изпълнение на тест, който трябва да бъде определена в протокола за измерване. Не се допуска попадането на чужди вещества (частици, прах) в област контакт.

Влиянието на грубостта на повърхността на изследвания образец на несигурността на измерванията приведен в приложение Д. Финишная обработка на повърхността на пробата може да окаже значително влияние върху резултатите от измерванията.

Повърхността на пробата трябва да бъде перпендикулярна на оста на приложения товар.

При изчисляване на несигурност следва да се вземе предвид наклона на повърхността на пробата. Обикновено отклонение от перпендикуляра към повърхността на пробата от оста на прилагане на натоварването е по-малко от 1°.

6.2 Подготовка на повърхността на пробата, трябва да се направи така, че да сведе до минимум всички промени повърхностна твърдост, например, свързани със студена обработка.

Във връзка с малка дълбочина индентирования в микро — и нанодиапазоне по време на подготовка на повърхността на пробата трябва да се предприемат специални предпазни мерки. Трябва да се използват в процеса на полиране, подходящ за специфични материали (например, электрополировку).

6.3 Дебелина на изпит проба трябва да бъде достатъчно голям (или трябва да бъде достатъчно малка дълбочина индентирования), за влиянието на основата на резултата от измерване е малко. Дебелина на изпит проба трябва да надвишава дълбочина индентирования най-малко 10 пъти или 3 пъти надвишава диаметър зона индентирования(виж бележка до 7.7).

При изпитване на покрития с дебелина на покритие трябва да се разглежда като дебелината на изследвания образец.

Забележка — Тези ограничения са обосновани емпирично. Точните граници на влияние на основата на резултатите от измерване на механичните свойства на изпит проба зависят от геометрията на използвания върха и свойствата на материалите на изпит проба и основата.

7 Методология

7.1 Температурата при изпитванията трябва да се регистрирате. Обикновено измерванията се извършват в диапазона от температури на околната среда от-10 °C до 35 °C.

Нестабилността на температурата е по-голямо влияние върху точността на измерване, отколкото самата стойност на температурата в процеса на измерване. Всяка вносимая изменение трябва протоколироваться заедно със съответната несигурност. Препоръчително е да се извърши измерване, по-специално в нано — и микродиапазонах, при контролирани климатични условия: температурен диапазон (23±5) °C и относителна влажност по-малко от 50%.

Поради изискванията за висока точност на измерване на дълбочината на отделните тестове трябва да се извършва в моменти, когато температурата стабилна. Това означава, че:

— те проби трябва да придобие температура на околната среда още преди провеждането на изпитването;

— температура измерване на инсталацията трябва да е стабилна (трябва да се консултирате с ръководството за експлоатация);

— трябва да се намали въздействието на външни източници, които могат да причинят температурни промени по време на отделно измерване.

За да се сведе до минимум температурен дрейф, температурата на измервателна настройка трябва да се поддържа постоянна през целия цикъл на измерване, или да въведете изменение на температурния дрейф (виж 7.5 и [1] (т. 4.4.3).

Трябва да протоколиране на несигурността на измерванията, причинени от температурните унесе.

7.2 Проба трябва да бъде закрепен за референтна повърхност на измервателна настройка така, че нейната работа е строго съответства на посочените условия. Проба за създаване на референтна повърхност или се фиксират в держателе строго перпендикулярна на посоката на индентирования. Контактната повърхност между пробата, рамата или притежател не трябва да съдържат чужди вещества, които може да намалите твърдостта на фиксиране на образеца.

7.3 Нулевата точка при измервания на кривата на натоварването/дълбочина индентирования се определя за всеки набор от данни за резултатите от измерванията. Тя съответства на първия контакт на върха с пробата. Несигурността за намиране на нулева точка трябва да протоколиране. Тази несигурност трябва да бъде по-малко от 1% от максималната дълбочина индентирования за макро — и микродиапазона. За нанодиапазона тя може да надвишава 1%, и в този случай стойността на несигурност трябва да бъдат извършени в протокол от измерването.

Трябва да бъде написано достатъчно на брой данни при приближаване на върха на повърхността на пробата и на сайта индентирования до 10% от максималната дълбочина, за да нулевата точка да се докаже с необходимата несигурност. Препоръчва един от следните методи:

1) Нулевата точка се изчислява аппроксимацией зависимост натоварване от преместване на -таблица, например, полиномом втора степен. Подбор на коефициентите на полинома се извършва за дълбините на индентирования от нула до дълбините на не повече от 10% от максималната. Несигурността вычисленной на нулевата точка зависи от параметрите на монтаж аппроксимирующей функция и област на сближаване.

В началната част на кривата индентирования (например до 5%) могат да повлияят на вибрации илидруги смущения. В началото на измерване съвет трябва да е изключително близо до повърхността на пробата, не позволява появата на пукнатини или пластична деформация на повърхността.

2) Нулевата точка — това е точка на докосване, определена при първото регистрируемом значението на увеличаване или прикладываемой на натоварването или контакт с бомбе. В тази сума докосване значение стъпка на промяна прикладываемой натоварване или преместване трябва да бъде достатъчно малък, за да несигурност на нулевата точка е по-малко от необходимото значение.

Забележка — Типични стойности и минимални стъпки промени прикладываемой натоварване за макродиапазона представляват , както за микро — и нанодиапазона — малко от 5 мкН.

7.4 В изпитателен цикъл, дадени или прикладываемая натоварване, или дълбочината на индентирования. Контролирани параметри могат да се променят непрекъснато или дискретно. Протоколът трябва да съдържа подробно описание на всички функции на изпитателния цикъл, включително:

a) задаваемое стойност (натоварване или преместване на върха, а също и дискретна или непрекъсната промяна задаваемого параметър);

б) максимално натоварване (или преместване на върха);

c) скорост на нагружения (или скоростта на преместване на върха);

d) продължителност и позицията на всяка стъпка нагружения;

e) честотата на регистриране на данни (брой точки).

Забележка — Обикновените значение: времето на прилагане на натоварването и спирането му — 30 с; време за задържане на максимално натоварване — 30 с; интервал на времето на експозиция с постоянно натоварване, за да се измери топлинна въже — 60 с (при контакт или след отстраняване на 90% максимално натоварване).

За получаване на сравними резултати от измерване трябва да се вземе предвид времето, необходимо на самото измерване.

7.5 Тест на натоварването трябва да се прилага без никакви удари или вибрации, тъй като те могат значително да повлияе на резултатите от измерването както на товара, така и на преместване при достигане на точно определени стойности. Стойностите на товара и се движат на върха трябва да се регистрират през интервали от време, определени от протокола.

По време на определяне на координатите на докосване на върха с проба скорост на доставка на върха трябва да бъде достатъчно ниска, за да механични свойства на повърхността не се променят под въздействие на удар.

При индентировании в микродиапазоне скорост индентирования трябва да бъде не повече от 2 микрона/с. Обикновено скоростта на доставка на върха пред докосване при измерения в микро — и нанодиапазоне е 10 нм/с — 20 нм/с или по-малко.

Забележка — В момента точните граници на допустимата скорост доставка на върха за макродиапазона са неизвестни. На потребителите се препоръчва да се направи информация за скоростта на доставка в протокол.

Стойности на натоварване/дълбочина индентирования/време може да се сравни само в случай на еднакви тестови цикли, които имат един и същ профил. Изпитвателен цикъл е описан или в стойностите на прикладываемых на товари, или в стойностите се движат на върха като функция на времето. Се прилагат два основни типа цикъл:

а) с постоянна скорост нагружения;

б) с постоянна скорост се движат на върха.

Скорост на теглене на придружаващата товара може да бъде произволно, в зависимост от това, как трябва да се регистрирате набори от данни по време на облекчаване на натоварването за по-късен анализ.

За всеки тестов цикъл трябва да се определи скоростта на дрейф на резултатите от измерване. Това се извършва за микро — и нанодиапазона чрез изваждане на данни за определен интервал от време на експозицията при внедренном върха или по време на теглене на товар (обикновено от 10% до 20% от максималния товар).

В макродиапазоне скоростта на дрейф на резултатите от измерване може да се получи на базата на данните от измерванията на температурата и знания за дрейфовых характеристиките на уреда.

Данни за приложена натоварване и дълбочина на индентирования следва да се коригира с помощта на който измерва скоростта на спрея.

Скорост на затвора при максимално натоварване може да се използва, за да се гарантира завършването на преходни деформационных процеси преди да започне облекчаване на натоварването.

7.6 По време на извършване на измервания на инсталацията за изпитване трябва да бъдат защитени от удари и вибрации, влага, въздушни течения и температурни колебания, които могат значително да повлияят върху резултатите от измерванията.

7.7 Важно е да се на резултатите от измерванията не се отрази наличието в района на контакт граници проба свива и депресии, причинени от предишните индентированиями в серия. Всеки от тези фактори влияе върху геометрията на печат и на свойствата на материала на пробата. Разпечатки трябва да защитава от границите на проба на разстояние най-малко три техните диаметри, и минималното разстояние между отпечатъците трябва, като минимум, пет пъти надвишава най-голям диаметър за печат.

Диаметър на печат е диаметърът на печат с кръгла форма, образувана от индентирования сферическим върха на повърхността на изследвания образец. За пръстови некгруглой форма с диаметър печат е диаметърът на най-малкия кръг, описващ отпечатък. В ъглите на печат могат да се появят пукнатини. В този случай диаметърът на вдлъбнатина трябва да се опише пукнатини.

Забележка — Посочените минимални разстояния са най-подходящи за керамични материали и метали, като желязо и неговите сплави. Що се отнася до другите материали, се препоръчва премахване на отпечатъци един от друг на разстояние, по-малко от десет диаметри отстъпи.


Ако се появяват съмнения за възпроизводимост на резултатите от измерване, се препоръчва да се сравни резултатът от измерване на резултатите на другите индентирований в същата серия. Ако разликата е значителна, тогава, вероятно, отпечатъци са твърде близо един до друг и трябва да се увеличи разстоянието между тях два пъти.

8 Несигурност на резултата от измерване

Пълна оценка на неопределеността на резултатите от измерването се изпълнява в съответствие с[2] и [17].

Несигурност на резултата от измерване е съвкупността от неясноти редица източници. Те могат да бъдат разделени на два вида:

a) компоненти на неопределеност тип А, са:

— несигурността на нулевата точка;

— несигурност на измерване прикладываемой натоварване и преместване на дюзи (под влияние на вибрации и промени на магнитното поле);

— несигурността на сближаване криви зависимост натоварване от дълбочината на индентирования по -диаграма;

— несигурността, свързана с топлинна унесе;

— несигурността на площад контакт с оглед на грапавост на повърхността;

— несигурността, свързана с неоднородностью изпит проба.

b) компоненти на несигурност тип Б са:

— несигурността, причинена от прикладываемой натоварване и преместване на върха;

— несигурността, причинена от податливостью инсталация за изпитване;

— несигурността, причинена от определянето на стойностите на функцията площад на върха;

— несигурността, причинена от течението характеристики на инсталацията за тест след калибриране. Спрея е свързан с отклонение на температурата инсталация с номинална и времето, удовлетворяваща след последното калибриране;

— несигурност, дължаща се на наклона на повърхността на пробата.

Забележка — Не винаги е възможно да се определи количествено определяне на приноса на всички посочени стойности в несигурност. В този случай на оценка на стандартната неопределеност тип, А може да бъде получена с помощта на статистически анализ при повторни индентированиях в тестов материал. Трябва да се помни, че ако несигурността тип На вече взето предвид при изчисляване на неясноти от тип А, то не трябва да се вземат предвид за втори път (виж пункт4 [2]).

9 Протокол за измерване

Протокол от измерванията трябва да съдържа следната информация:

а) препратки към този стандарт;

б) цялата информация, необходима за идентифициране на пробата;

c) материал и форма на върха, а в случай на необходимост — подробни данни за характеристиките на площад съвет;

d) измервателен цикъл (метода за контрол и пълно описание на профила на цикъла); тя трябва да включва следното:

1) предварително зададени стойности стойности;

2) скорост и време на прилагане на натоварването или изместване на върха;

3) в началото и продължителността на експозицията под определена товара;

4) интервали на записване на данни или броя на пунктовете, на регистрираните във всяка част от цикъл;

e) резултатите, подобрена несигурност и броят на изпитванията;

f) метод, използван за определяне на нулевата точка;

ж) всички допълнителни операции, които не са описани в настоящия стандарт или смятани за задължителни;

з) всички подробности, които могат да повлияят на резултатите;

i) стойността на температурата при изпитванията;

к) дата и време на провеждане на тестовете;

к) методи за анализ;

l) в случай на необходимост цялата договорената допълнителна информация, включително определяне на стойности на количествата, по -диаграма, както и подробна информация за бюджета неясноти.

Забележка — Препоръчително е да се уточни в протокола за измерване на местоположението на пръстови на извадката.

Приложение, А (задължително). Параметри на материали, дефинирани инструментален метод индентирования

Приложение А
(задължително)

А. Обща част 1

Комплекти стойности на данни (натоварване — дълбочина индентирования), получени с помощта на апаратура, може да се използва за изчисляване на броя на параметрите на материала.

А. 2 Твърдост по скалата на Мартенса
________________
Предишно наименование универсална твърдост — виж [3].

А. 2.1 Определяне на твърдост по скалата на Мартенса,

Твърдост по скалата на Мартенса измерват под придружаващата за изпитване на натоварване.Брой на твърдост по скалата на Мартенса определят по -диаграма по време на растежа на натоварване тест (препоръчително е след постигане на предварително определен изпитателен усилия).При измерване на твърдост по скалата на Мартенса вземат под внимание и козметични, и упругую деформация, така че тази стойност на твърдостта може да се изчисли за всички материали.

Твърдост по скалата на Мартенса определят за двата пирамидална накрайници, показани на фигура A. 1. Не го определят за върха Кнуппа или за химикалки и накрайници.

Фигура A. 1 — Форма накрайници за определяне на НМ

Фигура A. 1 — Форма накрайници за определяне на

При пресмятането на твърдост по скалата на Мартенса приложенную натоварването се разделя на функция на повърхността на работната част на върха. Брой на твърдост по скалата наМартенса показват .

а) Diamond съвет Виккерса b) Diamond съвет Берковича

, ; (A1)

, . (А. 2)

За дълбочината на индентирования по-малко от 6 микрона не може да се използва теоретичната функция (Иа 2), голямата площ на напречното сечение на върха, тъй като всички споменати уши имат някаква закругленность върха, както и уши с сферическим края (сферични и конични) имат отклонение от сферичности. Познаване на точна функция, която определя площта на напречното сечение на този съвет е особено важно за дълбините на индентирования по-малко от 6 микрона и е подходящ за всички дълбочини (виж 4.2.1 и 4.6 [1]).

За дълбочината на индентирования по-малко от 6 микрона трябва да се използват на реална функция площад на върха , виж приложение E и [4].

Бележки

1 За осигуряване на измерванията стойности на твърдост, препоръчва се да използвате пробен товар 1 Н; 2,5 Н; 5 Н 10 и Н и ги извеждат се десетични кратни единици.

2 В някои случаи може да бъде полезно да задържи дадена тест на натоварване по-дълго определен интервал от време. Продължителността на експозицията е под товар трябва да се проследяват с точност 0,5 в. На фигура A. 2 дадена област на приложение на скалите за твърдост Мартенса.

Фигура A. 2 — Съотношението между твърдост по скалата на Мартенса, дълбочина индентирования и изпитване на натоварване

1 — макродиапазон; 2 — микродиапазон; 3 — нанодиапазон; 4 — каучук; 5 — пластмаса; 6 — цветни метали; 7 — стомана; 8 — твърди сплави, керамика

Фигура A. 2 — Съотношението между твърдост по скалата на Мартенса, дълбочина индентирования и изпитване на натоварване

Наименование на твърдост по скалата на Мартенса,

А. Твърдост 3 по скалата на Мартенса, определена по наклона на кривата на нагружения на -схема,

A. 3.1 Определяне на твърдост по скалата на Мартенса,

Метод за определяне на твърдост по скалата на Мартенса, вычисляемой по наклона на кривата на нагружения на -схема, не се нуждае от определяне на «нулевата точка» в случай на еднородни материали.

За хомогенни материали (с размери «в района на повърхността са малки отношение на дълбочината на индентирования) следното уравнение наистина (поне участък между 50%-90% ) крива нагружения по -диаграма

. (А. 3)

Наклонът може да се определят чрез линейна регресия на измерванията в съответствие с уравнението на A. 3. В този случай може да се определи твърдостта по следната модификация на метода, по наклона на кривата на нагружения по -диаграма

, (Aa 4)

26,43 за върха Виккерса
където
26,44 за върха Берковича.

A. 3.2 Означение на номера на твърдост по скалата на Мартенса,

Твърдост по скалата на Мартенса, определена от наклона на кривата на нагружения на -таблица, обозначава като

Бележки

1 Предимство определяне на твърдост по скалата на Мартенса по наклона на кривата на увеличаване на натоварването на -таблица е независимостта на получените стойности на твърдост от несигурността, свързана с намирането на «нулевата точка» и грубостта на проба. Вибрации и малко да влияят на резултатите от определяне на твърдост по скалата . За проби с различна твърдост на различни дълбочини индентирования, стойности на твърдост , ще се различават от стойностите , определени по формула (A. 1).

2 За разлика от твърдост по скалата на Бринелля, Рокуел, Виккерса и твърдост включва в себе си не само устойчивост на пластична деформация, но и съпротивата на еластична деформация.

А. 4 Твърдост индентирования , определена инструментален метод индентирования

A. 4.1 Определяне на твърдост индентирования

Твърдост индентирования е характеристика на повърхността постоянна деформация или счупване на пробата.

, (Aa 5)

къде  — максимална приложена натоварване;

 — площ на напречното сечение на контактната повърхност между върха и предмети на проба, определена от кривата на увеличаване на натоварването на -схема и функциите на площад дюзи (виж [1] 4.5.2).

Уравнение (A. 5) определя твърдостта като отношение на максималната придружаващата товара, разделена на площта на напречното сечение на контактната повърхност между върха и предмети, пример за подражание. Това определение съответства на махатма Майер (виж [5]).

За дълбочината на индентирования по-малко от 6 микрона не може да се използва теоретичната функция (Иа 2), голямата площ на напречното сечение на върха, тъй като всички споменати уши имат някаква закругленность върха, както и уши с сферическим края (сферични и конични) имат отклонение от сферичности. Познаване на точна функция, която определя площта на напречното сечение на този съвет е особено важно за дълбините на индентирования по-малко от 6 микрона и е подходящ за всички дълбочини (виж [1] 4.2.1 и 4.6).

Забележка — Функция площад на върха обикновено се изразява като математическа функция, според площта на напречното сечение на върха от разстоянието до върха си. Ако функцията на площад не могат да изразят сравнително проста (кубична или полиномной) функция, то тя трябва да се определи графично или с помощта на помощна маса. Като алтернатива можете да използвате друга математическа функция или на обединените сплайновую функция, за да опише различните част на върха.

За дълбочината на индентирования повече от 6 микрона първо приближение площ се определя от теоретична форма на върха:

за перфектния върха Виккерса и за промяна на върха Берковича (виж [1] (4.2.3):

,

за перфектния върха Берковича:

,

къде е дълбочината на контакт на върха с предмети, модел, изчислената по следния начин:

.

На фигура 2 схематично е показано надлъжно сечение зона индентирования по време на експеримента. Теоретична основа на метода за определяне на дълбочината на контакт дадена в [6]. Дълбочина контакт оценка на кривата на разтоварване на по -диаграма с помощта на допирателната към кривата в точка и максимално преместване , коригирани с еластична изместване на повърхността в съответствие с анализа Снеддона [7], където зависи от геометрията на дюзи (виж таблица А. 1).


Таблица А. 1 — Поправочный коефициент за различни накрайници

Вида на върха
Цилиндричен с плосък торцом	1
Конусен
Параболоид на въртене (включително сферична)	¾
Беркович, Викерс	¾

получаваме от -диаграма; това е пресечната точка на допирателната към кривата на разтоварване при с оста на движението. За определяне могат да се използват различни методи, които могат да се опишат по два начина:

a) метод, базиран на линейната екстраполация (виж [8]): предполага линейност началната част на кривата на разтоварване на по -диаграма и тази линейна част, просто экстраполируется до пресечната точка с оста на движението.

Забележка — Този метод може да бъде добра аппроксимацией за пластични материали (например, алуминий, волфрам);

b) метод въз основа на силата зависимост (виж [6]): при този метод се предполага, че първоначално част от кривата на разтоварване на нелинейна и може описани прост силата на зависимостта

,

къде е постоянна, а е показател на степента, в зависимост от геометрията на върха.

Като правило, за регресионен процедури се вземат стойностите на натоварване тест повече от 80% от максималната стойност на дял за увеличаване на стойността на натоварването може да се променя с оглед на «качеството» на кривата на разтоварване. Ако искате да използвате за регресия данни на кривата на отнемане на натоварване до 50% или по-малко, след експеримент с индентированием трябва да се разглежда като двусмислен, и да се определи неговата интерпретация. Касательную намират диференциация на кривата на разтоварване на по -диаграма при . Пресечната точка на тази допирателна с оста на движението дава . Информация за корелации с други скали твърдост дадена в приложение F.

Определянето на твърдостта индентирования

А. 5 Модул на еластичност , определен инструментален метод индентирования

А. 5.1 Определяне на модула

Модул може да се изчисли по наклона на допирателната към кривата на разтоварване на по -диаграма (виж A. 4). Стойността му е близо до стойността на модула на Юнг материал (модул на надлъжна еластичност). Въпреки това, ако в извадката присъстват наплывы или вдлъбнатини, може да възникне значителна разлика между модул и модул на Юнг.

Стойност на модула трябва да се изчисли по формулата

, (Aa 6)

където  — коефициент на Поасон на материала на изпит проба (стойност предполага се известен);

 — коефициент на Поасон на материала на върха (за диаманти 0,07) (виж [9]);

 — модул на еластичност на върха (за диаманти 1,14·10N/mm) (виж [9]);

 — следващият модул на еластичност в областта на индентирования;

 — гъвкавост в мястото на контакт, т. е., се определя по кривата на отнемане на натоварването при максимално натоварване (величина, обратна на контактната твърдост);

 — площ на напречното сечение на контактната повърхност между върха и предмети на проба, определена от кривата на нагружения на -схема и функциите на площад върха, виж [1] (пункт4.5.2).

За хм е вярно следното:

 — за върха Виккерса и промяна на върха Берковича;

 — за върха Берковича.

Забележка — Съотношението да е написано на базата на предположения, че площта на контакт е симетрична относно оста на човката. В [10] се предлага изменение за пирамидална накрайници.

А. 5.2 Наименование на модула на еластичност

Забележка — За някои материали има корелация между и табличными стойности на модула на Юнг за метали и метални сплави (виж [11], [12]).

А. 6 Пълзене при индентировании

A. 6.1 Определяне на пълзене при индентировании

Ако дълбочината на индентирования се измерва при постоянно натоварване за изпитване, може да се изчисли относителната промяна на дълбочината на индентирования. Тази стойност се нарича ползучестью материал (виж рисунки Б. 1а), Б. 1б), и го изчисляват по формулата

, (Aa 8)

къде  — дълбочина индентирования при достигане на натоварване тест, поддържана постоянна с момента , mm;

 — дълбочина индентирования в момент , след като експозиция под товар, mm.

Забележка — Топлинна плаващите може да окаже силно влияние върху получената стойност пълзене.

A. 6.2 Обозначение на пълзене при инструментальном индентировании

Фигура A. 3 — Пълзене при индентировании

1 — увеличаване на натоварване тест; 2 — извадка при натоварване от до

Фигура A. 3 — Пълзене при индентировании

А. 7 Релаксация при инструментальном индентировании

А. 7.1 Дефиниция на спокойствие, когато инструментальном индентировании

Ако промяната прикладываемой натоварване на измерване при постоянна дълбочина индентирования, може да се изчисли относителната промяна в натоварването за изпитването. Това се нарича релаксация на материала (виж рисунки Б. 2a), Б. 2b) и се изчислява по формулата

, (Aa 9)

къде  — натоварване при достигане на предварително определена и поддържана постоянна дълбочина индентирования, Н;

 — натоварване, при която дълбочината на индентирования се поддържа постоянна, Н.

А. 7.2 Наименование на спокойствие, когато инструментальном индентировании

Фигура A. 4 — Динамика на спокойствие, когато индентировании

1 — нарастване на дълбочината индентирования от нула до зададената стойност; 2 — дълбочина индентирования поддържат постоянно в интервал от време от до

Фигура A. 4 — Динамика на спокойствие, когато индентировании

А. 8 Пластична и еластична компонента на работа при инструментальном индентировании

А. 8.1 Определяне на пластични и еластични компоненти на работа при инструментальном индентировании

Ръчна работа , перфектна при индентировании, само отчасти се изразходват за пластична деформация . При извършването на придружаващата товара част от работата (работа на еластична деформация ) се освобождава. В съответствие с определението за механична работа като двата компонента на механична работа са представени различни области на фигура A. 5. Стойност (A. 10) съдържа информация, характеризующую тестов образец на

, (Aa 10)

където .

Пластична компонент, равен

. (А. 11)

А. 8.2 Наименование еластична част от работата при инструментальном индентировании

Фигура A. 5 — Пластична и еластична компонента работа по индентированию

Фигура A. 5 — Пластична и еластична компонента работа по индентированию

Приложение B (референтен). Видове изпитвателни цикли инструментален индентирования

Приложение Б
(справка)

1 — приложение натоварване тест; 2 — максимална натоварване тест; 3 — вдигане на натоварване тест; 4 — тест на товара е равен на нула; 8 — пълзене при индентировании; 9 — възстановяване при нула натоварване за изпитване

Фигура Б. 1

5 — приложение дълбочина индентирования; 6 — максимална дълбочина на индентирования; 7 — намаляване на дълбочината на индентирования 8; 10 — релаксация при максимална дълбочина индентирования

Фигура 2 Б.

Приложение С (задължително). Еластичност на настройка и функция площад на върха

Приложение С
(задължително)

С. 1 Гъвкавост на инсталация

Приложена тест натоварването въздейства не само на повърхността на изпит за проба, но и в детайли на протокола от изпитването на инсталацията, които при този еластична деформира.

Еластична деформация на протокола от изпитването на инсталацията предизвиква привидното увеличаване на измерената дълбочина индентирования, което не се проявява при контакт по време на индентирования, а възниква между контролни плоскостями в инсталацията за тест.

Обикновено допълнителна привидната дълбочина индентирования, свързани с деформация на инсталация за изпитване, пропорционална на прилагаемому усилию. Тази допълнителна гъвкавост на инсталацията трябва да се вземат под внимание при всички натоварвания, тъй като тя пряко влияе върху увеличаване и намаляване на наклона на допирателната към кривата на отнемане на натоварване тест. Абсолютното увеличение на измерени стойности особено значително при високи приложените натоварвания.

Процедурите за определяне на несъответствия на инсталацията в съответствие с приетите методи(виж[1] (пункт4.5), [8], [13]) трябва да се отчитат производител на инсталация за тест. Гъвкавост на инсталацията може да оказва особено силно влияние на резултатите от измерването, тогава, когато се движат на върха измерено от най-ниската точка. Производителят на инсталацията трябва да определи гъвкавост на инсталация до нейната доставка.

C. 2 Функция площад на върха

Изчисляване на параметри, описани в A. 2, А 4 и а. 5, се основава на определянето на площад контакт (или площта на напречното сечение) на върха. Обаче в процеса на индентирования измерване на дълбочината индентирования, а не на площ. Значителни различия могат да се открият при сравняване на действителната площ на контакт с площ, вычисленной в предположението идеалната геометрия на върха, в частност, при малка дълбочина е индентирования.

Тези различия са свързани с скруглением върха на човката, в случай на пирамида Виккерса, на перемычке, и отклонение от определен ъгъл на върха, която се отнася към нормалния производствен допускам. Освен това, действителната площ на контакт се променя във връзка с изношенностью върха на човката.

За постигане на сравнимост на резултатите е необходимо да се определи действителната площ на контакт (или проектируемую размер на контакт) и да я използва за изчисления на параметрите на материалите.

Възможни са три метода за определяне на функцията на площад върха:

— метод на директно измерване с помощта на атомно силов микроскоп (AFM) (виж [14]);

— косвено, с помощта на индентирование в материал с известни модула на Юнг (виж [8]);

— косвено, гледане на отклонения от твърдост, изчислените с помощта на който измерва натоварване тест и съответната дълбочина индентирования (с твърдост, независимо от дълбочината на индентирования). Този метод се нуждае от специални контролни материали (например, кварцевом стъкло, стъкло ВК7) и е приложим за определяне твърдостта на индентирования , както и твърдост Мартенсу (косвено, чрез използване на индентирования в материал с известни модул на Юнг, (виж [15]). Ако този метод се използва за определяне на твърдост по скалата на Мартенса, функция на площта на върха може да се изчисли от кривата на увеличаване на натоварването на -таблица.

Бележки

1 За определяне на функцията на площад върха при определяне на твърдост по скалата на Мартенса се препоръчва използването на контролни материали с висока пластичност.

2 За всички косвени методи, първо трябва да се определи гъвкавост на инсталация и съответно да коригира данните за дълбочината на индентирования. Също така може да се използва итеративен подход.

Функция площад на върха, обикновено се изразява под формата на математически функции, като изричното зависимостта на площта на напречното сечение на върха от разстоянието от върха на човката. Ако функцията на площад съвет не могат да изразят сравнително проста (кубична или полиномиальной) е математическа функция, нещо оценка може да се направи графично или с помощта на помощна маса. Различни части за дюзи могат описани различни математически функции или сплайнами.

Процедурата за проверка на функциите на площад върха е описан в [1] (приложение C).

3 Функция площад на върха и поправка на гъвкавост на инсталацията може да се определи едновременно, с помощта на итеративен процедури и набор от референтни мерки [13].

Приложение D (задължително). Диамантени накрайници. Бележки

Приложение D
(задължително)

Опитът показва, че много от минали действителност накрайници при експлоатация стават дефектни, за един сравнително кратък период от време. Това е свързано с по-малки пукнатини, дупки или други дефекти на повърхността. Ако тези дефекти се открие навреме, а след това на върха може да се възстанови с помощта на перешлифовки. Ако това не се направи, а след това на малки повърхностни дефекти намаляване на качеството на човката, и той бързо да се развали.

Така че:

— състоянието на върха трябва редовно да се проверяват за наличието на примеси или недостатъци. За макродиапазона форма накрайници проверяват чрез индентирования в референтен мярка за твърдост така, както е посочено в [1] (точка 6.3);

— за накрайници нанодиапазона се препоръчва провеждането на оптична проверка с помощта на 400х микроскоп, за да се определи наличието на замърсявания и съществени дефекти;

— откриване на субмикроскопических увреждане или замърсяване възможно чрез провеждане на навременни косвено и контролна проверки, както е посочено в [1] (точки 6.2 и 6.3), или с помощта на сканираща микроскопия на отпечатъци, или от самия съвет;

— в случай на откриване на дефекти на върха му сертификат за калибриране се счита за невалиден;

— перешлифованные или по друг начин реновирана уши да повярвам отново.

Замърсяването на повърхността на върха могат да изопачат резултатите от теста. Източник на замърсяване на върха най-често се случва мръсотията на темите проби.

За накрайници микро — и нанодиапазонов процедура за почистване изложена по-долу:

— здраво задържане на върха ръка, няколко пъти вдавить само че отколотую повърхността на разпенен полистирол. Пластификаторите представляват добър разтворител, а пяна едва ли ще навреди diamond съвет. Извърши проверка с помощта на оптичен микроскоп (400или повече) и индентировать в малко парче памук, напоена в чист ацетон или спирт (например, высокочистым етилов или изопропановым спирт), до тогава, докато не остане видими замърсявания;

— ако, след извършване на този процес на замърсяването все още остават, тогава индентирование в алуминий, стъкло или чиста дървена плоча ще помогне за премахване на замърсяването с помощта на посочената по-горе процедура;

— при индентировании трябва да предпазват съвет от въздействието на излишен стрес, както нормални, така и особено на кръста, тъй като те може да предизвика повреждане на човката. Един от сигурните начини — използване на проба, с тегло, което е по-малко сили, обикновено работещи на връх: бавно и плавно спускане на тестов образец на обърната съвет, ограничава теглото на пробата максимална сила, която действа на върха.

Приложение E (задължително). Влиянието на грубостта на повърхността на изследвания образец на несигурността на измерванията

Приложение E
(задължително)

Молбата се основава на проучвания накрайници Виккерса.

Грапавост на повърхността — причината за несигурност зона на контакт при много плитка дълбочина на индентирования. При по-дълбоко индентировании несигурност зона контакт намалява, все по-голяма степен на несигурността дълбочина индентирования пропорционална на средната арифметическому стойността на нередности профила на повърхността.

За ограничаване на приноса на грапавост на повърхността на несигурност в резултат на измерване на дълбочината на индентирования (не повече от 5%), трябва съответно да бъде по-голям, като най-малко 20 пъти, средна аритметиката, грапавост (виж В 25142):

(E. 1)

Таблица Д. 1 съдържа примери за грапавост на повърхността на различни материали при различните приложени върху натоварвания.


Таблица Д. 1 — Примери максимално допустимата средна аритметиката, височина на грубостта на повърхността за различни изпитвателни товари

Примери за материали	Допустимата средна аритметична височина на неравностите на повърхността , хм, за изпитвателни товари			Твърдост по Мартенсу
0,1 Н	2 Н	100 Н
Алуминий	0,13	0,55	4,00	600
Стомана	0,08	0,30	2,20	2000
Твърда сплав	0,03	0,10	0,80	15000

Бележки

1 Тест (виж [16]) показват, че стандартното отклонение на дълбочината на индентирования е приблизително равен на средната аритметична средна грапавост . Изискването за несигурност е по-малко от 5%, позволява да се оцени минималната дълбочина индентирования.

2 За тестове на нано — и долната граница микродиапазона може да бъде невъзможно да отговарят на условията на формула (E. 1) за проби с висока твърдост. За намаляване на несигурността на средната стойност на резултата за измерване може да се увеличи броят на измерванията. Това трябва да се посочи в протокола за измерване.

3 В нано — и микродиапазонах се препоръчва да се измерват неравностите на повърхността в предполагаемата зона на контакт, или тази зона трябва да бъде изследван всякакви други достъпни средства. В много случаи грапавост на повърхността може да се измерва чрез сравняване с мерки за грапавост. В макродиапазоне достатъчно визуална проверка, определяща гладкост полирани или «огледално» обработка на повърхността.

Приложение F (референтен). Корелацията твърдост Н (IT) с твърдост по скалата на Виккерса

Приложение F
(справка)

Корелацията твърдост с твърдост по скалата на Виккерса

Твърдостта може да се съпоставят с твърдост по Викерс за широк спектър от материали с помощта на подходящ коефициент.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Въпреки че могат да се съпоставят с по начин, еквивалентна стойност , изчислена така, както е показано в това приложение, не може да се използва като точна замяна .

Можете да въведете проста функция за върха Виккерса с идеална геометрия или за върха Виккерса с нормална геометрия, когато функцията му площ е известна. В този случай стойностите на твърдостта са свързани със стойности на твърдост по Викерс мащабен коефициент. Отношението на площта на напречното сечение на повърхността на постоянно произволно разстояние от върха на човката Виккерса с идеална геометрия.

. (F. 1)

Дължина на диагонала при измерения на твърдост по Викерс е свързана с отношението на:

; . (F. 2)

По този начин,

, (F. 3)

къде е гравитационната константа, обикновено принимаемая равна 9,80665 м/с.

За върха Берковича съществуват следните отношения:

;

. (Ф. 4)

За промяна на върха Берковича съществуват следните отношения:

;

. (Ф. 5)

Имайте предвид, че в общия случай при малки дълбочини индентирования (<6 микрона) не може да се счита, че върхът е с перфектна геометрия, така че просто корреляционные функции (F. 2)-(Ф. 5) могат да бъдат верни. В общия случай на грешка, причинена от по допущение, за да бъде най-съществена при по-малки дълбочини индентирования.

За някои материали корелация между и доказана в [6] и [11].