Рис. 1. Схема внедрения индентора
при измерении твердости
При внедрении индентора во-
круг него образуется очаг ин-
тенсивной пластической деформа-
ции, характеризуемый радиусом
R
(рис. 1), и в зоне измерения твер-
дости исследуемый материал полу-
чает значительное упрочнение (на-
пример, при вдавливании в армко-
железо на глубину
s
, составля-
ющую 0,1 диаметра отпечатка
d
,
среднее напряжение текучести в
зоне отпечатка возросло примерно
в 1,5 раза по сравнениюс началь-
ным [3, с. 370, табл. 4.14]). Поэтому
если у двух разных материалов получена одинаковая твердость, то это
говорит только о том, что в момент окончания измерения сила их со-
противления внедрениюиндентора на одну и ту же глубину была оди-
наковой. Это дает основание с некоторой погрешностьюполагать, что
средние напряжения текучести, полученные в результате упрочнения
сравниваемых материалов при внедрении индентора, были примерно
одинаковыми. Но при этом никоим образом нельзя судить не только о
равенстве, но даже о соотношении начальных напряжений текучести
(пределов текучести), поскольку кривые упрочнения разных материа-
лов могут быть совершенно различными.
Например, согласно справочнику [4, с. 122–123] сталь 10 в состо-
янии поставки имеет твердость
НВ
= 133
, а сталь 35 после отжига
при температуре 760. . . 780
◦
С имеет несколько б´ольшуютвердость
НВ
= 138
. Согласно распространенному мнениюо прямопропорци-
ональной зависимости между твердостьюи пределом текучести сле-
дует предположить, что предел текучести отожженной стали 35 будет
несколько больше, чем предел текучести неотожженной стали 10, но
на самом деле сталь 10 в состоянии поставки имеет предел текучести
σ
s
0
= 270
МПа, в то время как сталь 35 после отжига имеет предел
текучести
σ
s
0
= 210
МПа, т.е. не только не больше, но на 30% меньше
предела текучести стали 10.
Взятые из справочника [4] кривые упрочнения данных сталей по-
казаны на рис. 2. Видно, что отожженная сталь 35, имея меньшее на-
чальное напряжение текучести, упрочняется значительно интенсив-
нее, чем сталь 10, и поэтому в момент окончания внедрения индентора
(соответствующая деформация условно отмечена на рис. 2 штриховой
линией) будет иметь приблизительно то же напряжение текучести.
Строго говоря, допускать равенство даже средних напряжений те-
кучести, полученных в результате упрочнения при внедрении инден-
тора в два разных материала одинаковой твердости, можно лишь
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 2 13
