SU123744A1 - Способ и устройство дл измерени твердости - Google Patents

Description

Способы измерени  твердости, при осуществлении которых на поверхности испытываемого образца нанос т посредством индентора царапины , известны.

Особенность предложенного способа заключаетс  в том, что твердость определ ют по величине усили , необходимой дл  нанесени  на образце царапины, известной и посто нной глубины. При нанесенир такой царапины выдерживаетс  посто нна  скорость движени  индентора. По этому способу нет необходимости измер ть размеры царапины.

В устройстве, предназначенном дл  осуществлени  этого способа, применен установленный возле остри  индентор и механически св занный с ним упор. Последний, выполненный передвижным по высоте, опираетс  на поверхность образца и ограничивает глубину погружени  остри  индентора.

Такое выполнение устройства обеспечивает поддержание посто нной глубины погружени  индентора в поверхность образца.

В устройстве применен гидравлический механизм, обеспечивающий равномерное перемещение предметного столика с индентором. Кроме того, оно снабжено электрическим дифференциальным емкостным датчиком . Подвижным электродом этого датчика служит плоска  пружина с закрепленным на ней индентором.

На чертеже изображена блок-схема предложенного прибора.

Физический смысл описываемого способа измерени  твердости заключаетс  в том, что величина твердости представл ет собой величину работы силы царапани , отнесенной к единице объема, описанного погруженной частью индентора:

ы LР1Р , о

Н --г- -г- г ММ-,

где: Н - величина твердости, 1 - длина царапины в мм, Р - сила царапани  в г, - площадь проекции индентора на поверхность, перпенV« 1ю

№ 123744- 2 -

дикул рную к царапине, L - работа силы Р на участке 1, V - объем, описанный погруженной частью индентора в мм.

При осуществлении предложенного способа к поверхности контролируемого образца, установленного на предметном столнке 1, подводитс  с помощью микроскопа-интерферометра 2 упор 3 и индентор 4. Образец освещаетс  осветителем 5. Затем упор 3 с индентором 4 опускаетс  посредством эксцентрикового подъемника 6 на поверхность образца. Посредством черв чной пары 7 упор перемещаетс  относительно индентора так, что обеспечиваетс  требуема  глубина его погружени . Контроль последнего производитс  царапанием по эталонному образцу и замером посредством оптического микрометра и интерферометра.

После этого посредством гидравлического л еханизма 8 столик / с образцом передвигаетс  влево и производитс  царапание.

Пластина 9 изгибаетс  пропорционально тангенциальным силам царапани , измен   зазоры конденсатора дифференциального емкостного датчика, включенного в цепь измерительного моста, питаемого от трансформатора ТР, установленного на выходе из повторител -генератора 10 тока звуковой частоты. Сигналы с диагонали моста усиливаютс  усилителем // и подаютс  па индикатор 12 и осциллограф 13.

Таким путем могут быть измерены силы царапани  очень малой величины (пор дка одного миллиграмма), а, следовательно, индентор может быть опущен на очень малую величину. Зар дка (подъем рабочего груза 14} гидравлического механизма И, предназначенного дл  равномерного перемещени  столика /, может осуществл тьс  вручную или посредством электропривода 15 с редуктором 16. В процессе царапани , когда предметный столик / перемещаетс , пружин ща  пластина 9 датчика нрогибаетс  соответственно тангенциальным усили м царапани . Измененное при этом соотнощенис емкостей датчика нарушает балансировку моста. Соответственно этому отклон етс  стрелка индикатора 12 или зайчик осциллографа 13. Основной частью измерительной цепи устройства  вл ютс  плечи Z, Z-2, /3 и Z измерительпого моста. Соотнощение плеч измен етс  в соответствии с изменением тангенциальной силы царапани .

Цифрой 17 на схеме обозначен блок питани , которое производитс  от осветительной сети через стабилизированный выпр митель, а цифрой 18 - блок автоматического управлени  электроприводом и сигиализацией .

Предмет изобретени 

; 1. Способ измерени  твердости, основанный на принципе нанесени  с помощью индентора царапин на поверхности испытываемого образца, отличающийс  тем, что твердость определ ют по величине усили , необходимого дл  нанесени  на образце царапины известной и посто нной глубины, при поддержании посто нной скорости движени  индентора.

2.Устройство дл  осупхествлени  способа по п. 1, отличающеес   тем, что, с целью поддержани  посто нной глубины погружени  индентора в поверхность образца, применен установленный возле остри  индентора и механически св занный с ним передвижной, по высоте упор, опирающийс  на поверхность образца и ограничивающий глубину погружени  остри  индентора.

3.В устройстве по п. 2 применение гидравлического механизма дл  обеспечени  равномерного перемещени  предметного столика устройства с закрепленным на нем индентором.

4.В устройстве по п. 1 применение электрического дифференциального емкостного датчика, в качестве подвижного электрода которого служит плоска  пружина с закрепленным па ней индентором.