vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-270Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYСООТНОШЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ И СТАТИЧЕСКОЙ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВINVESTIGATION OF THE RATIO BETWEEN THE DYNAMIC AND STATIC HARDNESS OF METALSРудницкийВ. А.RudnitskyV. A.

доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник

D. Sc. (Engineering), Professor

rudnitsky@iaph.bas-net.byКреньА. П.KrenA. P.

доктор технических наук, заведующий лабораторией контактно-динамических методов контроля

D. Sc. (Engineering), Head of the mechanical testing laboratory.

alekspk@mail.ruЛанцманГ. А.LantsmanG. A.

магистрант

undergraduate

germanlantsman@gmail.comИнститут прикладной физики НАН БеларусиThe Institute of Applied Physics of the National Academy of Science of Belarus201621012017041622Copyright © Рудницкий В.А., Крень А.П., Ланцман Г.А., 20172017Рудницкий В.А., Крень А.П., Ланцман Г.А.Rudnitsky V.A., Kren A.P., Lantsman G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/270

Рассматриваются вопросы измерения твердости методом ударного вдавливания индентора. Показано, что превышение динамической твердости над статической может быть описано с помощью коэффициента динамичности, представляющего собой функцию свойств материала и условий испытаний. В рамках дислокационной теории показановлияние скорости деформации на величину твердости, при этом отличие значений коэффициента динамичности объясняется разной кристаллической структурой исследуемых материалов. С помощью прибора ИПМ-1К получены экспериментальные диаграммы динамического нагружения различных металлов: стали, алюминия, бронзы, латуни, меди, титана. Предложена методика калибровки динамических твердомеров для расчета статической твердости по Бринеллю без использования эталонных мер твердости.

Problems of measurement of hardness by the dynamic indentation method are discussed. It is shown that an excess of dynamic hardness over static one can be described by the coefficient, which is a function of material properties and test conditions.In framework of the dislocation theory the influence of strain rate on hardness value is shown, and the difference in ratio between static and dynamic hardness can be explained by different crystal structure of materials.With the help of the device IPM-1K the experimental diagrams of dynamic loading of various metals: steel, aluminum, bronze, brass, copper, titanium were obtained. A method of calibration of dynamic hardness testers for calculation of the Brinell hardness without using standard hardness test blocks was proposed.

твердостьметаллыиндентированиекристаллическая решеткадинамическоенагружениеhardnessmetalsindentationcrystal latticedynamic loadingReferencesTabor, D. The Hardnessof Metals / D. Tabor. – London: Oxford University Press, 1951. – 173 p.Tabor, D. (1951), The Hardness of Metals, Oxford University Press, London, GB.ISO 6506-1:2014 “Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: Test method”.ISO 6506–1:2014 "Metallic materials – Brinell hardness test – Part 1: Test method".Степанов, Г. В. Поведение конструкционных материалов в упругопластических волнах нагрузки / Г. В. Степанов. – Киев: Наукова думка, 1978. – 111 с.Stepanov, G. V. (1978), Povedenie konstruktsionnykh materialov v uprugoplasticheskikh volnakh nagruzki [The behavior of engineering materials under the elastic-plastic stress waves], Naukova dumka, Kiev, UA.Koeppel, B. J. Dynamic indentationhardness of metals / B. J. Koeppel, G. Subhash // IUTAM Symposium on Microand Macro structural Aspects of Thermoplasticity / The series Solid Mechanics and its Application. – 2002. – Vol. 62. – P. 447–456.Koeppel, B. J. and Subhash, G. (2002), “Dynamic indentation hardness of metals”. IUTAM Symposium on Micro and Macro structural Aspects of Thermoplasticity. The series Solid Mechanics and its Application, vol. 62, pp. 447–456.Mroz, Z. Mathematical models of inelastic material behavior / Z. Mroz // Solid Mechanics division. – Waterloo: University of Waterloo Press, 1973. – P. 120-146.Mroz, Z. (1973), "Mathematical models of inelastic material behavior", Solid Mechanics division, University of Waterloo Press, Waterloo, BE, pp. 120–146.Дрозд, М. С. Онекоторыхфакторах, определяющихуровеньдинамическогокоэффициентатвердости / М. С. Дрозд, Ю. И. Славский // Тр. Волгоградского политехнического института. – 1972. – Вып. 4. – С. 39–55.Drozd, M. S. and Slavskij, Yu. I. (1972), "About some factors determining the level of the dynamic hardness coefficient", Trudy Volgogradskogo politekhnicheskogo instituta [Proceedings of the Volgograd Polytechnic Institute], no. 4, pp. 39–55.Степанов, Г. В. Сопротивление металлов динамическому внедрению индентора / Г. В. Степанов, Э. Г. Сафаров // Проблемы прочности. – 1986. – № 5. – С. 80–83.Stepanov, G. V. (1986), "Resistance of the metal to the dynamic impression of the indenter", Problemy prochnosti [Strength Problems], no. 5, pp. 80–83.Koeppel, B. J. An experimental technique to investigate the dynamic indentation hardness of materials / B. J. Koeppel, G. Subhash // Experimental Techiques. – 1997. – Vol. 21, N 3. – P. 16–18.Koeppel, B. J. and Subhash, G. (1997), "An experimental technique to investigate the dynamic indentation hardness of materials", Experimental Techiques, vol. 21, no. 3, pp. 16–18.Oliver, W. C. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology / W. C. Oliver, G. M. Pharr // J. Mater. Res. – 2004. – Vol. 19, N 1. – P. 4–20.Oliver, W. C. and Pharr, G. M. (2004), "Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology", Journal of  Materials  Research, 2004, vol. 19, no. 1, pp. 4–20.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.