Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю
ГОСТ 9012-59
(ИСО 410-82,
ИСО 6506-81)
Группа В09
МКС 77.040.10
ОКСТУ 1909 Дата введения 1960-01-01
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 1.1. 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 | |
