Александр Вячеславович Ильинский
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49
49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101
Алексей Владимирович Федоров
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49
49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101
Ксения Андреевна Степанова
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49
49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101
Игорь Юрьевич Кинжагулов
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49
49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101
Игорь Олегович Краснов
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49
49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101
Механические характеристики конструкционных металлических материалов — важнейшие показатели их качества. Для их определения в последние годы широко применяют методы Шора, Бринелля, Роквелла, Либа, Виккерса, инструментального индентирования и др. Один из интенсивно развивающихся методов определения механических характеристик — динамическое индентирование (метод разработан в Институте прикладной физики НАН Беларуси). В развитие метода динамического индентирования в данной работе предложены способы повышения точности оценки твердости конструкционных металлических материалов. В работе решены следующие задачи: измерены значения параметров контактного взаимодействия индентора с материалом образцов — твердости по Бринеллю — с помощью прибора динамического индентирования; рассчитаны поверхностная и объемная динамические твердости с учетом характеристик, полученных с помощью прибора ДИ; проведен сравнительный анализ оценок твердости, полученных разными подходами. В результате сравнительного анализа способов, а также их экспериментальной апробации установлено, что повышение точности оценки твердости может быть достигнуто путем использования «энергетического» подхода, основанного на оценке отношения суммарной работы к объему восстановленного отпечатка при динамическом индентировании конструкционных металлических материалов. Использование «энергетического» подхода позволило получить выборочное стандартное отклонение значений объемной динамической твердости, которое существенно ниже выборочного стандартного отклонения значений поверхностной динамической твердости и данных прибора динамического индентирования, что напрямую влияет на повышение точности оценки твердости при динамическом интентировании рассматриваемых материалов. На основании «энергетического» подхода предложен новый алгоритм обработки исходного сигнала при определении динамической твердости с помощью прибора динамического индентирования.
The mechanical properties of structural metallic materials are the most important indicators of their quality. Different methods (i.e., the methods of Shore, Brinell, Rockwell, Leeb, Vickers, method of instrumental indentation, and others) are currently used for determination of the hardness — one of the most important mechanical characteristics of structural metal materials. Among them is the method of dynamic indentation first developed at the Institute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of Belarus. With the goal of further developing of the method of dynamic indentation, we propose the procedures aimed at increasing the accuracy of assessing the hardness of structural metallic materials: parameters of the contact interaction of the indenter with the sample material (Brinell hardness values) were measured using a dynamic indentation (DI) device; the values of surface and volumetric dynamic hardness were calculated taking into account the characteristics obtained using a DI device; a comparative analysis of hardness estimates obtained by different approaches was carried out. As a result of the comparative analysis of the methods, as well as their experimental testing, it was shown that an increase in the accuracy of hardness assessment can be achieved by using the «energy» approach based on assessing the ratio of the total work to the volume of the recovered indentation upon dynamic indentation of structural metal materials. The use of the «energy» approach provided obtaining the sample standard deviation of the volumetric dynamic hardness values, which, in turn, was significantly lower than the sample standard deviation of the surface dynamic hardness values and data of the dynamic indentation device, which directly affects an increase in the accuracy of hardness estimation during dynamic indentation of structural metal materials. Proceeding from the «energy» approach, a new algorithm for processing the initial signal is proposed when the dynamic hardness is determined using a dynamic indentation device.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.