Этот документ входит в профессиональные
справочные системы «Кодекс» и  «Техэксперт»


ГОСТ Р 8.748-2011
(ИСО 14577-1:2002)

Группа Т62.2

     
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Государственная система обеспечения единства измерений

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ. ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ И ДРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ИНДЕНТИРОВАНИИ

Часть 1

Метод испытаний

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



ОКС 17.020

ОКСТУ 0008     

Дата введения 2013-05-01

     
Предисловие


Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004* "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 1.0-2012. - Примечание изготовителя базы данных.     


Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1071-ст

4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ИСО 14577-1:2002* "Материалы металлические. Определение твердости и других параметров материалов инструментальным методом вдавливания. Часть 1. Метод определения" (ISO 141577-1:2002 "Metallic materials - Instrumented indentation test for hardness and materials parameters - Part 1: Test method"). При этом дополнительные слова (фразы, показатели, их значения), включенные в текст стандарта для учета потребностей экономики Российской Федерации и/или особенностей российской национальной стандартизации, выделены подчеркиванием сплошной горизонтальной линией**.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей;

** В бумажном оригинале номер стандарта в разделе "Библиография", выделенный подчеркиванием сплошной горизонтальной линией, в электронной версии документа выделен обозначением "#". - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004* (подраздел 3.5)

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 1.5-2012. - Примечание изготовителя базы данных.     

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение


Под инструментальным индентированием понимается процесс, управляемый специальной испытательной установкой, при котором происходит непрерывное внедрение наконечника (алмазная пирамида Берковича, Виккерса, твердосплавный шарик и т.д.) в испытуемый образец под действием плавно возрастающей нагрузки с последующим ее снятием и регистрацией зависимости перемещения наконечника от нагрузки.

Твердость обычно определяют как сопротивление материала вдавливанию другого более твердого материала. Результаты, полученные при определении твердости по Роквеллу, Виккерсу и Бринеллю, определяют после снятия испытательной нагрузки. Поэтому влияние упругой деформации материала под воздействием наконечника (индентора) не учитывается.

Настоящий стандарт подготовлен для обеспечения возможности определения твердости и других механических характеристик материала путем совместного измерения нагрузки и перемещения наконечника во время индентирования. Прослеживая полный цикл нагружения и снятия испытательной нагрузки, можно определить значения твердости, эквивалентные значениям, измеренным классическими методами измерения твердости. Также этот метод позволяет определить дополнительные свойства материала, такие как его модуль упругости индентирования и упругопластическую твердость. Эти значения можно вычислить без оптического измерения отпечатка.

Стандарт разработан для обеспечения возможности получения многих характеристик путем проведения анализа данных после испытаний.

     1 Область применения


Настоящий стандарт устанавливает метод испытаний инструментальным индентированием для определения твердости и других характеристик материалов для трех диапазонов, указанных в таблице 1.


Таблица 1 - Диапазоны применения метода

Макродиапазон

Микродиапазон

Нанодиапазон


; мкм

мкм

Для нанодиапазона механическая деформация сильно зависит от формы вершины наконечника, и на результаты вычислений параметров материалов значительное влияние оказывает функция площади контактирующей области наконечника, используемого в установке для испытаний. Поэтому требуется тщательная калибровка прибора и формы наконечника, чтобы достичь единства воспроизведения характеристик материалов, определенных на разных установках.



Макро- и микродиапазоны отличаются как испытательными нагрузками, так и глубиной индентирования.

Отметим, что микродиапазон характеризуется верхним пределом испытательной нагрузки (2 Н) и нижним пределом глубины индентирования (0,2 мкм).

Справочные материалы для определения твердости и других характеристик даны в приложении А.

При использовании наконечника пирамидальной или конической формы в зоне контакта возникает высокая концентрация механических напряжений, вследствие чего возможно его повреждение, поэтому для макродиапазона часто используют шариковые наконечники.

Для испытуемых образцов с очень высокими твердостью и модулем упругости следует учитывать влияние деформации наконечника на результаты измерений.

Примечание - Инструментальный метод индентирования можно также применять для тонких металлических покрытий и неметаллических материалов. В этом случае следует учитывать особенности, указанные в соответствующих стандартах (см.также 6.3).

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9450-76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников

ГОСТ 25142-82 Шероховатость поверхности. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Обозначения


В таблице 2 приводятся основные обозначения, применяемые в стандарте (см.также рисунки 1 и 2).


Таблица 2 - Обозначения

Обозначение

Наименование

Единица измерения

Угол при вершине наконечника

°

Радиус сферического наконечника

мм

Испытательная нагрузка

Н


Максимальная испытательная нагрузка

Н

Глубина индентирования под действием испытательной нагрузки

мм


Максимальная глубина индентирования при

мм

Точка пересечения касательной к кривой 2 при с осью перемещений (см.рисунок 1)

мм

Остаточная глубина отпечатка после снятия испытательной нагрузки

мм

Глубина погружения наконечника в испытательный образец при

мм

Площадь поперечного сечения наконечника на расстоянии от вершины

мм

Площадь поперечного сечения наконечника на расстоянии от вершины

мм

Твердость по шкале Мартенса

-


Модуль упругости при индентировании

Н/мм


Ползучесть при индентировании

%


Релаксация при индентировании

%


Полная механическая работа при индентировании

Н·м


Работа упругой деформации при индентировании

Н·м


Отношение

%

Твердость по шкале Мартенса, определяемая по наклону кривой нагружения на -диаграмме

-


Твердость индентирования

-

Примечания

1 Допускается использование кратных или дольных единиц.

2 1 Н/мм=1 МПа.

     


1 - кривая, соответствующая увеличению испытательной нагрузки (нагружение); 2 - кривая, соответствующая уменьшению испытательной нагрузки (разгрузка); 3 - касательная к кривой 2 при

Рисунок 1 - Методика испытаний (-диаграмма - зависимость нагрузки от глубины индентирования)


1 - наконечник; 2 - поверхность отпечатка в испытательном образце после полной разгрузки; 3 - поверхность соприкасания испытуемого образца с наконечником при максимальных глубине индентирования и испытательной нагрузке

Рисунок 2 - Схема продольного сечения зоны индентирования

     4 Основные положения


Непрерывное измерение значений нагрузки и глубины индентирования позволяет определить твердость и свойства материала (см.рисунки 1 и 2). Необходимо использовать наконечник из материала, более твердого, чем испытуемый материал, имеющий следующие формы:

a) алмазный наконечник в форме правильной четырехгранной пирамиды с углом ° между противоположными гранями при вершине (алмазный наконечник Виккерса, см.рисунок А.1),

b) алмазная пирамида с треугольным основанием (например, пирамида Берковича, см.рисунок А.1),

c) шарик из твердого сплава (особенно для исследования материалов в упругой области),

d) алмазный сферический наконечник.