АЛМАЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
14/03/11 13:37
В настоящее время алмазные инструменты применяются в основном при измерении твердости алмазным конусом и алмазной пирамидой гутем статического вдавливания, алмазным бойком при испытаниях динамическим методом и алмазным кону сом при иСхШтании методом царапания.
Наконечник с алмазным конусом (фиг. 4) состоит из стальной оправки и закрепленного в ней кристалла алмаза, имеющего форму конуса с углом при вершине 120°. Определение твердости наконечником с алмазным конусом производится на при боре типа ТК ^Роквелла). На этом при боре твердость определяется путем статического вдавливания в материал наконечника, армированного стальным закален ным шариком (диаметром 1,588; 3,175 и 6,350 мм), или алмазного конуса с углом 120°. Разность глубин, на которые прони кает наконечник под действием 'Нагрузок, характеризует твердость испытуемого материала. Учитывая большие нагрузки, действующие на алмаз в процессе измерения твердости, для изготовления наконечников используются прозрачные и полупрозрачные целые" кристаллы с плотной структурой. Используются также кристаллы с незначительными включениями, раковинами, сколами, и поверхностными трещинами, расположенными вне рабочей части кристалла на расстоянии не менее */а от вершины. Кристаллы с рыхлей и пластинчатой структурами, стекловидные, а также
кристаллы с трещинами, направленными внутрь* его, или с трещи-тми, расположенными вдоль оси кристалла, применять ие рекомендуется. Указанные дефекты определяются с помощью лупы шестикратного увеличения.
Отбираемые для этих целей кристаллы имеют форму октаэдра или додекаэдра. Используют и кристаллы удлиненной формы t симметричным расположением относительно продольной оси граней кристаллизации, образующих вершину. Вес алмазов может быть в пределах от 0,18 до 0,5 карата, при этом кристаллы весом
от 0,18 до 0,20 карата должны быть без указанных дефектов.
Наконечник с алмазной пирамидой (фиг. 5) также состоит из стальной оправки и закрепленного в ней кристалла алмаза, отшлифованного в виде правильной четырехгранной пирамиды с углом между гранями 136°30'. Величина угла пирамиды определяется не требованиями, зависящими от физико-механических свойств алмаза, а условием максимального приближения получающихся чисел твердости HD с числами твердости Нв.
В опорной части наконечника имеется резьбовое отверстие, которое служит для закрепления наконечника на приборе. Наконечник с алмазной пирамидой на приборе устанавливается в металлический чехол, который служит не только для защиты алмаза от механических повреждений, но также для установки необходимого зазора между концом промежуточного шпинделя и опорной площадкой.
Определение твердости алмазной пирамидой производят на приборе типа ТП (Виккерса). Метод определения твердости на этом приборе описан в ГОСТе 2999-45. Твердость материалов определяется статическим вдавливанием в образец пирамиды и выражается числом твердости, полученным путем деления величины нагрузки в килограммах на поверхность отпечатка в квадратных миллиметрах. При этом поверхность отпечатка, имеющую форму пирамиды, определяют исходя из средней величины обеих диагоналей его основания.
Форма алмазного наконечника в виде квадратной пирамиды при испытании дает следующие преимущества: 1) отпечатки получаются всегда геометрически подобными, вследствие чего значения твердости для одного и того же материала получаются постоянными и не зависящими от силы вдавливания: 2) отпечатки получаются с резко очерченным контуром, имеющим форму квад-
рата с прямыми, выпуклыми или вогнутыми сторонами, рри этом диагонали квадрата могут быть легко измерены; 3) почти полное совпадение получающихся чисел твердости НD с числами твердости tiB.
Для изготовления наконечников с алмазной пирамидой испояьв зуются такие же по качеству кристаллы алмазов, как и для и акт яечников с алмазным конусом. Однако по форме отбираюр в основном октаэдры с ребрами, сходящимися в одной точке. Вес кристаллов от 0,21 до 0,60 карата.
Наконечник с алмазной пирамидой для измерения микротвердости показан на фиг. 6. Статический метод вдавливания алмазной пирамиды недавно был успешно применен в приборах типа ПМТ-2 и ПМТ-3 для измерения твердости микрообъемов, что позволяет производить измерения твердости отдельных составляющих у структурно неоднородных сплавов. Кроме того, на этих приборах можно измерять твердость весьма тонких ^поверхност-ных слоев, а также твердость мелких и тонких деталей.
В приборах типа ПМТ-2 и ПМТ-3, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, измерение микротвердости производится с помощью такой же алмазной пирамиды с углом между гранями 136° при нагрузках от 2 до 200 г.
Для изготовления наконечников к приборам ПМТ-2 и ПМТ-3 используются прозрачные и полупрозразные различного цвета целые кристаллы алмазов с плотной структурой, отвечающие требованиям действующих технических условий на алмазное сырье.
Наконечники с алмазом сферической формы для измерения твердости методом упругого отскока используются на приборах типа Шора различных моделей.
В качестве индентора на приборах типа Шора применяются малогабаритные стальные наконечники, на конце которых закреплен алмаз, имеющий шлифованную сферическую поверхность,
диаметром 2,5 им. Для армирования таких наконечников используют прозрачные и полупрозрачные целые кристаллы с небе пь-шими включениями и раковинами, расположенными вне рабочей части кристалла, на расстоянии не менее половины высоть от рабочей поверхности. Форма кристалла должна быть удлиненной, приближающейся к яйцевидной. Мерой твердости материала при этих испытаниях является Еысота отскока бойка при падении его с постоянной высоты. Эти приборы, основанные на динамическим методе определения твердости, применяют для измерения твердости термически обработанных деталей, однако и для этих целей более надежными являются приборы типа ТК (Роквелла) ] [ди типа ТЛ (Виккерса) [501.
Наконечник с алглазным конусом для измерения твердости пуйм царапания. Определение твердости царапанием состоит в изы Ве-нии величины усилия в граммах, прилагаемого к алмазному к( с углом у вершины 90°. При этом алмазный конус, перемещать по полированной поверхности испытуемого материала, делает черту шириной 10 мк. В процессе испытаний алмазный конус прочерчивает на образце несколько параллельных царапин. Этот метод испытания твердости материалов является наиболее старым. Несмотря на ряд усовершенствований приборов, сделанных за последнее время, процесс измерения тверцости метоцом царапания более трудоемкий по сравнению с описанными выше, вследствие чего испытание этим методом в настоящее время производят сравнительно редко.
Рассмотренные выше конструкции алмазных инструментов для измерения твердости охватывают абсолютное большинство различных типов приборов, используемых на машиностроительных заводах. Однако на некоторых типах опытных отечественных или импортных приборов могут встретиться алмазные наконечники, имеющие и другую фирму рабочей части.
Наконечник с алмазным конусом (фиг. 4) состоит из стальной оправки и закрепленного в ней кристалла алмаза, имеющего форму конуса с углом при вершине 120°. Определение твердости наконечником с алмазным конусом производится на при боре типа ТК ^Роквелла). На этом при боре твердость определяется путем статического вдавливания в материал наконечника, армированного стальным закален ным шариком (диаметром 1,588; 3,175 и 6,350 мм), или алмазного конуса с углом 120°. Разность глубин, на которые прони кает наконечник под действием 'Нагрузок, характеризует твердость испытуемого материала. Учитывая большие нагрузки, действующие на алмаз в процессе измерения твердости, для изготовления наконечников используются прозрачные и полупрозрачные целые" кристаллы с плотной структурой. Используются также кристаллы с незначительными включениями, раковинами, сколами, и поверхностными трещинами, расположенными вне рабочей части кристалла на расстоянии не менее */а от вершины. Кристаллы с рыхлей и пластинчатой структурами, стекловидные, а также
кристаллы с трещинами, направленными внутрь* его, или с трещи-тми, расположенными вдоль оси кристалла, применять ие рекомендуется. Указанные дефекты определяются с помощью лупы шестикратного увеличения.
Отбираемые для этих целей кристаллы имеют форму октаэдра или додекаэдра. Используют и кристаллы удлиненной формы t симметричным расположением относительно продольной оси граней кристаллизации, образующих вершину. Вес алмазов может быть в пределах от 0,18 до 0,5 карата, при этом кристаллы весом
от 0,18 до 0,20 карата должны быть без указанных дефектов.
Наконечник с алмазной пирамидой (фиг. 5) также состоит из стальной оправки и закрепленного в ней кристалла алмаза, отшлифованного в виде правильной четырехгранной пирамиды с углом между гранями 136°30'. Величина угла пирамиды определяется не требованиями, зависящими от физико-механических свойств алмаза, а условием максимального приближения получающихся чисел твердости HD с числами твердости Нв.
В опорной части наконечника имеется резьбовое отверстие, которое служит для закрепления наконечника на приборе. Наконечник с алмазной пирамидой на приборе устанавливается в металлический чехол, который служит не только для защиты алмаза от механических повреждений, но также для установки необходимого зазора между концом промежуточного шпинделя и опорной площадкой.
Определение твердости алмазной пирамидой производят на приборе типа ТП (Виккерса). Метод определения твердости на этом приборе описан в ГОСТе 2999-45. Твердость материалов определяется статическим вдавливанием в образец пирамиды и выражается числом твердости, полученным путем деления величины нагрузки в килограммах на поверхность отпечатка в квадратных миллиметрах. При этом поверхность отпечатка, имеющую форму пирамиды, определяют исходя из средней величины обеих диагоналей его основания.
Форма алмазного наконечника в виде квадратной пирамиды при испытании дает следующие преимущества: 1) отпечатки получаются всегда геометрически подобными, вследствие чего значения твердости для одного и того же материала получаются постоянными и не зависящими от силы вдавливания: 2) отпечатки получаются с резко очерченным контуром, имеющим форму квад-
рата с прямыми, выпуклыми или вогнутыми сторонами, рри этом диагонали квадрата могут быть легко измерены; 3) почти полное совпадение получающихся чисел твердости НD с числами твердости tiB.
Для изготовления наконечников с алмазной пирамидой испояьв зуются такие же по качеству кристаллы алмазов, как и для и акт яечников с алмазным конусом. Однако по форме отбираюр в основном октаэдры с ребрами, сходящимися в одной точке. Вес кристаллов от 0,21 до 0,60 карата.
Наконечник с алмазной пирамидой для измерения микротвердости показан на фиг. 6. Статический метод вдавливания алмазной пирамиды недавно был успешно применен в приборах типа ПМТ-2 и ПМТ-3 для измерения твердости микрообъемов, что позволяет производить измерения твердости отдельных составляющих у структурно неоднородных сплавов. Кроме того, на этих приборах можно измерять твердость весьма тонких ^поверхност-ных слоев, а также твердость мелких и тонких деталей.
В приборах типа ПМТ-2 и ПМТ-3, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, измерение микротвердости производится с помощью такой же алмазной пирамиды с углом между гранями 136° при нагрузках от 2 до 200 г.
Для изготовления наконечников к приборам ПМТ-2 и ПМТ-3 используются прозрачные и полупрозразные различного цвета целые кристаллы алмазов с плотной структурой, отвечающие требованиям действующих технических условий на алмазное сырье.
Наконечники с алмазом сферической формы для измерения твердости методом упругого отскока используются на приборах типа Шора различных моделей.
В качестве индентора на приборах типа Шора применяются малогабаритные стальные наконечники, на конце которых закреплен алмаз, имеющий шлифованную сферическую поверхность,
диаметром 2,5 им. Для армирования таких наконечников используют прозрачные и полупрозрачные целые кристаллы с небе пь-шими включениями и раковинами, расположенными вне рабочей части кристалла, на расстоянии не менее половины высоть от рабочей поверхности. Форма кристалла должна быть удлиненной, приближающейся к яйцевидной. Мерой твердости материала при этих испытаниях является Еысота отскока бойка при падении его с постоянной высоты. Эти приборы, основанные на динамическим методе определения твердости, применяют для измерения твердости термически обработанных деталей, однако и для этих целей более надежными являются приборы типа ТК (Роквелла) ] [ди типа ТЛ (Виккерса) [501.
Наконечник с алглазным конусом для измерения твердости пуйм царапания. Определение твердости царапанием состоит в изы Ве-нии величины усилия в граммах, прилагаемого к алмазному к( с углом у вершины 90°. При этом алмазный конус, перемещать по полированной поверхности испытуемого материала, делает черту шириной 10 мк. В процессе испытаний алмазный конус прочерчивает на образце несколько параллельных царапин. Этот метод испытания твердости материалов является наиболее старым. Несмотря на ряд усовершенствований приборов, сделанных за последнее время, процесс измерения тверцости метоцом царапания более трудоемкий по сравнению с описанными выше, вследствие чего испытание этим методом в настоящее время производят сравнительно редко.
Рассмотренные выше конструкции алмазных инструментов для измерения твердости охватывают абсолютное большинство различных типов приборов, используемых на машиностроительных заводах. Однако на некоторых типах опытных отечественных или импортных приборов могут встретиться алмазные наконечники, имеющие и другую фирму рабочей части.
ПРОБЛЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ АЛМАЗОВ
14/03/11 13:35
Проблема получения алмазов искусственным путем интересовала многих ученых и изобретателей в течение оолее 125 лет.
Первые попытки получения искусственных алмазов были оснс ваны на предположении, что если алмаз при нагревании без доступа воздуха до 2000е переходит в графит, то вс зможен и обратный переход графита в алмаз
Этот принцип опробовали ученые- русский — В. Н. Каразин 1823 г.) и французские — Каньяр де ля Тур и Ганналь (1828 г.). Они получили кристаллики какого-то вещества, но не алмазы.
Англичанин Хэнней (1880 г.) пытался получить алмазы путем нагрева смеси углеводорода, бобового масла и лития до темпера туры красного каления в герметически закрытых трубках из кованого железа. В процессе нагревания пять трубок из восьми взорвались. Хэнней получил таким путем мелкие зерна удельного веса 3,5 J содержанием 97,85% углерода, не это был карборунд.
В 1893 г. известный французский ученый Муассан получил крупинки размером 0,75 мм, которые имели оптические свойства алмаза, а при сгорании полностью переходили в углекислоту. Для получения этих крупинок Муассан брал чистое железо и углерод, полученный сухой перегонкой сахара, которые помещались в графитовый тигель электродуговой печи, где железо кипело при 2000°, растворяя в себе углерод. Затем кипящее железо выливалось в холодную воду или в расплавленный свинец. Затвердевая с поверхности, железо сжималось и оказывало большое давление на внутреннюю часть расплавленного железа, что вызывало кристаллизацию углерода в виде мелких крупинок, которые затем отделяли от железа путем растворения егс в кислотах.
В том же году русский профессор К, Д. Хрущев получил путем кристаллизации углерода из расплавленного серебра прозрачные и темные осколки, которые при сжигании также сгорали в углекислоту и д?же царапали наиболее твердый после алмаза минерал
КО{. I нд.
Многие ученые, воспроизводившие впоследствии опыты Муас-сана и Хрущева, получали в результате не алмазы, а карбщы или шпинели. Ни те, ни другие пои сжигании не сгорают, >но шпинели обладают одинаковой с алмазом преломляемостью света.
Эти опыты породили великое множество патентов, которые в разных вариантах по существу воспроизводили методы ЭДуас-сана и Хрущева по схеме: углерод -> расплавленная масса растворителя углерода -у высокая температура высокое давление. ■
Указанная схема вытекает из гипотезы образования алмазов в земной коре. Термодинамические расчеты показывают, что алмаз-Kas 'эчза углерода стабильна в пределах давления 42 000— 105 000 кг/cm* и саширащр Z32ss2ZfiQc
r.ru
Над достижением максимальных в этих пределах давлений и температур в настоящее время работают многие исследователи. При этом проводится большая работа по созданию материалов и конструированию аппаратуры, способных работать в этих условиях длительные периоды времени, так как, помимо давления и температуры, фактор времени также играет большую роль.
Имеются сведения о том, что исследовательской лаборатории компании Дженерал Электрик (США) в 1955 г. удалось получить искусственные алмазы мелких размеров весом до 0,1 карата и длиной до 1,59 мм. Как указывается, эти алмазы были проверены на твердость, горение и лучепреломление. Оказалось, что они при царапании оставляют следы на естественных алмазах'и тем более на других твердых материалах, при горении они сгорают в углекислоту, оставляя 14—15% несгораемой неорганической золы. Рентгеновские лучи дают в них характерное только для алмазов преломление. Остальные физические и химические испытания также подтвердили тождественность искусственных алмазов с естественными.
Указанная выше лаборатория получила искусственные алмазы, применив температуру более 2000° и давление порядка 58 000 кг/см2, которое было осуществлено ступенчатым гидравлическим прессом. Пуансон пресса производил давление на спекшуюся массу карбида, заключенную в особо прочную матрицу, в течение 16 час. Мелкие алмазы получались за более короткое время. Размеры матрицы и примененное давление не позволяют получать искусственные алмазы весом более 0,25 карата.. Изготовление же матриц большего размера и применение давлений порядка 100 000 кг/см2 пока связано с большими трудностями по подбору соответствующих материалов.
В 1957 г. в этой же лаборатории Р. Винторфом получены кристаллы вещества, названного боразоном, который оказался тверже? алмаза и легко царапал алмаз. Боразон обладает еще тем преимуществом, что выдерживает температуру до 1900°, тогда как алмаз, сгорает при 770—900°.
Боразон получается из нитрида бора, имеющего гексагональную форму решетки кристалла. При давлении около 70 000 кг/см2' кристаллы нитрида бора принимают несвойственную им кубическую форму [53].
Искусственные алмазы, полученные этой лабораторией, представляют собой крупинки серовато-черного цвета.
По имеющимся сведениям в лабораториях и на заводах фирмы Дженерал Электрик Ко были .проведены испытания алмазных кругов, изготовленных из искусственных алмазов, на операциях обработки твердосплавных инструментов. Производственные испытания кругов из искусственных алмазов на бакелитовой и керамической связках показали, что они обладают лучшими режущими свойствами и более высокой производительностью. Это может быть объяснено тем, что искусственные алмазы имеют шероховатые гсян'и и поэтом v лепжатся r связке ппочнее и ш бота ют-
до полного износа. Кроме того, благодаря хрупкости искусственные алмазы легче раскалываются, образуя новые режущие кромки:
Однако искусственные алмазы вследствие малых размеров" и повышенной хрупкости не могут противостоять высокому удельному давлению, поэтому применение их пока ограничено.
Компания предполагает продолжить научно-исследовательские работы по получению более крупных алмазов и в том числе ювелирных.
Разрешение проблемы получения искусственных алмазов очень важно потому, что для получения естественного алмаза нужно вынуть породы в среднем в 50 000 000 раз больше веса самого алмаза.
Как видно из краткого обзора попыток получения искусственных алмазов, все они построены на воспроизведении процессов образования естественных алмазов в земной коре согласно существующей гипотезе.
Еели принять гипотезу образования естественных алмазов, то направления, принятые в настоящее время для получения искусственных алмазов, следует считать, очевидно, правильными. Однако возможно, что и другие методы — процессы сополимери-зации или кристаллизации углерода в особых условиях из растворов— также могут дать положительные результаты.
Первые попытки получения искусственных алмазов были оснс ваны на предположении, что если алмаз при нагревании без доступа воздуха до 2000е переходит в графит, то вс зможен и обратный переход графита в алмаз
Этот принцип опробовали ученые- русский — В. Н. Каразин 1823 г.) и французские — Каньяр де ля Тур и Ганналь (1828 г.). Они получили кристаллики какого-то вещества, но не алмазы.
Англичанин Хэнней (1880 г.) пытался получить алмазы путем нагрева смеси углеводорода, бобового масла и лития до темпера туры красного каления в герметически закрытых трубках из кованого железа. В процессе нагревания пять трубок из восьми взорвались. Хэнней получил таким путем мелкие зерна удельного веса 3,5 J содержанием 97,85% углерода, не это был карборунд.
В 1893 г. известный французский ученый Муассан получил крупинки размером 0,75 мм, которые имели оптические свойства алмаза, а при сгорании полностью переходили в углекислоту. Для получения этих крупинок Муассан брал чистое железо и углерод, полученный сухой перегонкой сахара, которые помещались в графитовый тигель электродуговой печи, где железо кипело при 2000°, растворяя в себе углерод. Затем кипящее железо выливалось в холодную воду или в расплавленный свинец. Затвердевая с поверхности, железо сжималось и оказывало большое давление на внутреннюю часть расплавленного железа, что вызывало кристаллизацию углерода в виде мелких крупинок, которые затем отделяли от железа путем растворения егс в кислотах.
В том же году русский профессор К, Д. Хрущев получил путем кристаллизации углерода из расплавленного серебра прозрачные и темные осколки, которые при сжигании также сгорали в углекислоту и д?же царапали наиболее твердый после алмаза минерал
КО{. I нд.
Многие ученые, воспроизводившие впоследствии опыты Муас-сана и Хрущева, получали в результате не алмазы, а карбщы или шпинели. Ни те, ни другие пои сжигании не сгорают, >но шпинели обладают одинаковой с алмазом преломляемостью света.
Эти опыты породили великое множество патентов, которые в разных вариантах по существу воспроизводили методы ЭДуас-сана и Хрущева по схеме: углерод -> расплавленная масса растворителя углерода -у высокая температура высокое давление. ■
Указанная схема вытекает из гипотезы образования алмазов в земной коре. Термодинамические расчеты показывают, что алмаз-Kas 'эчза углерода стабильна в пределах давления 42 000— 105 000 кг/cm* и саширащр Z32ss2ZfiQc
r.ru
Над достижением максимальных в этих пределах давлений и температур в настоящее время работают многие исследователи. При этом проводится большая работа по созданию материалов и конструированию аппаратуры, способных работать в этих условиях длительные периоды времени, так как, помимо давления и температуры, фактор времени также играет большую роль.
Имеются сведения о том, что исследовательской лаборатории компании Дженерал Электрик (США) в 1955 г. удалось получить искусственные алмазы мелких размеров весом до 0,1 карата и длиной до 1,59 мм. Как указывается, эти алмазы были проверены на твердость, горение и лучепреломление. Оказалось, что они при царапании оставляют следы на естественных алмазах'и тем более на других твердых материалах, при горении они сгорают в углекислоту, оставляя 14—15% несгораемой неорганической золы. Рентгеновские лучи дают в них характерное только для алмазов преломление. Остальные физические и химические испытания также подтвердили тождественность искусственных алмазов с естественными.
Указанная выше лаборатория получила искусственные алмазы, применив температуру более 2000° и давление порядка 58 000 кг/см2, которое было осуществлено ступенчатым гидравлическим прессом. Пуансон пресса производил давление на спекшуюся массу карбида, заключенную в особо прочную матрицу, в течение 16 час. Мелкие алмазы получались за более короткое время. Размеры матрицы и примененное давление не позволяют получать искусственные алмазы весом более 0,25 карата.. Изготовление же матриц большего размера и применение давлений порядка 100 000 кг/см2 пока связано с большими трудностями по подбору соответствующих материалов.
В 1957 г. в этой же лаборатории Р. Винторфом получены кристаллы вещества, названного боразоном, который оказался тверже? алмаза и легко царапал алмаз. Боразон обладает еще тем преимуществом, что выдерживает температуру до 1900°, тогда как алмаз, сгорает при 770—900°.
Боразон получается из нитрида бора, имеющего гексагональную форму решетки кристалла. При давлении около 70 000 кг/см2' кристаллы нитрида бора принимают несвойственную им кубическую форму [53].
Искусственные алмазы, полученные этой лабораторией, представляют собой крупинки серовато-черного цвета.
По имеющимся сведениям в лабораториях и на заводах фирмы Дженерал Электрик Ко были .проведены испытания алмазных кругов, изготовленных из искусственных алмазов, на операциях обработки твердосплавных инструментов. Производственные испытания кругов из искусственных алмазов на бакелитовой и керамической связках показали, что они обладают лучшими режущими свойствами и более высокой производительностью. Это может быть объяснено тем, что искусственные алмазы имеют шероховатые гсян'и и поэтом v лепжатся r связке ппочнее и ш бота ют-
до полного износа. Кроме того, благодаря хрупкости искусственные алмазы легче раскалываются, образуя новые режущие кромки:
Однако искусственные алмазы вследствие малых размеров" и повышенной хрупкости не могут противостоять высокому удельному давлению, поэтому применение их пока ограничено.
Компания предполагает продолжить научно-исследовательские работы по получению более крупных алмазов и в том числе ювелирных.
Разрешение проблемы получения искусственных алмазов очень важно потому, что для получения естественного алмаза нужно вынуть породы в среднем в 50 000 000 раз больше веса самого алмаза.
Как видно из краткого обзора попыток получения искусственных алмазов, все они построены на воспроизведении процессов образования естественных алмазов в земной коре согласно существующей гипотезе.
Еели принять гипотезу образования естественных алмазов, то направления, принятые в настоящее время для получения искусственных алмазов, следует считать, очевидно, правильными. Однако возможно, что и другие методы — процессы сополимери-зации или кристаллизации углерода в особых условиях из растворов— также могут дать положительные результаты.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
14/03/10 13:36
Определение твердости материалов является одним из наьбо лее распространенных методов технологических испытаний, особенно металлов и их сплавов. Несмотря на длительный промежуток времени, в течение которого проводятся исследования по изучению твердости различных материалов, до настоящего времени понятие или термин «твердость» не имеет строго научного определения. Член-корреспондент АН СССР В. Д. Кузнецов [27] и ряд других исследователей в своих работах отмечали, что понятие «твердость» очень неопределенно.
Отсутствие строго научного определения привело к тому, что результаты, полученные при различных методах испытания твердости, не всегда сопоставимы. Имеющиеся в литературе различные таблицы, формулы и номограммы для пересчета числа твердости являются эмпирическими и обычно пригодны для сопоставления твердости материалов в очень ограниченных пределах.
Современные методы испытания твердости материалов, получившие наибольшее распространение, можно разделить на две группы- а) испытание методом царапания; б) испытание путем статического или динамического вдавливания более твердого наконечника определенной формы В связи с гем, что показатели твердости ряда металлов и их сплавов находятся в определенной зависимости от предела прочности, структуры и других физико-механических и электрофизических величин, за последнее время все более широкое распространение в промышленности стали находить применение также косвенные методы измерения твердости ртда металлов.
Каждая из указанных выше двух основных групп испытания твердости характеризует лишь относительное сопротивление испытуемых материалов тому или иному действию. Естественно, что в процессе испытаний вдавливанием могут иметь место упругие и пластические деформации не только в испытуемом материале, но и в материале наконечника. Для обеспечения стабильности показаний тибопов наконечник должен обладать высокой стойкостью.
Поэтому для изготовления наконечников выбирают материалы, которые в процессе испытаний имели бы значительно меньшие величины указанных деформаций по сравнению с испытуемым материалом.
Из всех известных в настоящее время искусственных и естественных материалов алмаз отвечает наибольшему количеству требований, предъявляемых к материалу наконечника. Однако из этого не следует дела гь вывод, что алмазные наконечники нужно применять при измерении твердости всевозможных материалов. Многолетний практический опыт, как будет описало ниже, показывает, что при измерении твердости большого количества материалов могут быть успешно использованы наконечники, армированные закаленными стальными шариками или твердосплавными конусами Ниже будут рассмотрены конструкции алмазных инструментов. применяемых для измерения твердости.
Отсутствие строго научного определения привело к тому, что результаты, полученные при различных методах испытания твердости, не всегда сопоставимы. Имеющиеся в литературе различные таблицы, формулы и номограммы для пересчета числа твердости являются эмпирическими и обычно пригодны для сопоставления твердости материалов в очень ограниченных пределах.
Современные методы испытания твердости материалов, получившие наибольшее распространение, можно разделить на две группы- а) испытание методом царапания; б) испытание путем статического или динамического вдавливания более твердого наконечника определенной формы В связи с гем, что показатели твердости ряда металлов и их сплавов находятся в определенной зависимости от предела прочности, структуры и других физико-механических и электрофизических величин, за последнее время все более широкое распространение в промышленности стали находить применение также косвенные методы измерения твердости ртда металлов.
Каждая из указанных выше двух основных групп испытания твердости характеризует лишь относительное сопротивление испытуемых материалов тому или иному действию. Естественно, что в процессе испытаний вдавливанием могут иметь место упругие и пластические деформации не только в испытуемом материале, но и в материале наконечника. Для обеспечения стабильности показаний тибопов наконечник должен обладать высокой стойкостью.
Поэтому для изготовления наконечников выбирают материалы, которые в процессе испытаний имели бы значительно меньшие величины указанных деформаций по сравнению с испытуемым материалом.
Из всех известных в настоящее время искусственных и естественных материалов алмаз отвечает наибольшему количеству требований, предъявляемых к материалу наконечника. Однако из этого не следует дела гь вывод, что алмазные наконечники нужно применять при измерении твердости всевозможных материалов. Многолетний практический опыт, как будет описало ниже, показывает, что при измерении твердости большого количества материалов могут быть успешно использованы наконечники, армированные закаленными стальными шариками или твердосплавными конусами Ниже будут рассмотрены конструкции алмазных инструментов. применяемых для измерения твердости.