С 30 сентября 2026 года в России действует ГОСТ Р 8.1038-2024 "Государственная система обеспечения единства измерений. Металлы и сплавы. Измерения твердости по шкалам Бринелля. Часть 1. Метод измерений". Стандарт утвердили еще в апреле 2024 года, но дату введения перенесли на два года. Теперь на него можно ссылаться в методиках, протоколах испытаний и технических условиях.
Ниже разбираем, чем новый документ отличается от привычного ГОСТ 9012-59, что поменять в работе лаборатории, как выбрать шарик и нагрузку под деталь и какие твердомеры подходят под новые требования. Обозначения HB, HBW и перевод в другие шкалы подробно разобраны в статье "Твердость HB, HRC, HV: обозначения и таблица перевода", здесь на них не останавливаемся.
Что за стандарт и заменяет ли он ГОСТ 9012-59
ГОСТ Р 8.1038-2024 входит в Государственную систему обеспечения единства измерений. Он разработан на основе международного стандарта ISO 6506-1:2014 с изменениями под российскую практику (модифицированный стандарт) и утвержден приказом Росстандарта от 25 апреля 2024 года № 549-ст. Первоначально его планировали ввести с 30 сентября 2024 года, но приказом от 24 июля 2024 года № 961-ст срок перенесли на 30 сентября 2026 года.
Заменой ГОСТ 9012-59 новый документ не является: он введен впервые и, как сказано в его введении, уточняет метод, описанный в ГОСТ 9012-59. В стандарте учтено, что в лабораториях работают твердомеры и меры твердости, выпущенные до его введения, поэтому менять из-за него исправные приборы не нужно.
Стандарт распространяется на стационарные, портативные и переносные твердомеры и на меры твердости. Он задает требования к оборудованию и образцам, порядок измерений, ежедневную проверку твердомера, таблицы для расчета и рекомендации по оценке неопределенности.
Чем ГОСТ Р 8.1038-2024 отличается от ГОСТ 9012-59
| Параметр | ГОСТ 9012-59 | ГОСТ Р 8.1038-2024 |
|---|---|---|
| Основа | национальный стандарт 1959 года с изменениями | ISO 6506-1:2014 с изменениями |
| Диаметры шариков | 1; 2; 2,5; 5; 10 мм | 1; 2,5; 5; 10 мм |
| Расстояние между центрами соседних отпечатков | не менее 4d, для металлов до 35 HB - 6d | не менее 3d |
| От центра отпечатка до края образца | не менее 2,5d, для металлов до 35 HB - 3d | не менее 2,5d |
| Коэффициент нагружения для стали | 10 до 140 HB, 30 от 140 HB | 30 во всем диапазоне от 95,5 HB |
| Медь и ее сплавы | 5 до 35 HB, 10 от 35 HB | 5 до 35 HB, 10 от 35 до 200 HB, 30 свыше 200 HB |
| Легкие металлы | те же коэффициенты, что для меди | 2,5 до 35 HB; 5, 10 или 15 от 35 до 80 HB; 10 или 15 свыше 80 HB |
| Выдержка 30 с | свыше 35 до 100 HB | свыше 35 до 90 HB |
| Выдержка 10-15 с | свыше 100 HB | свыше 90 HB, рекомендуется 14 с |
| Температура измерений | при разногласиях (23 ± 5) °C | 10-35 °C, для точных измерений (23 ± 5) °C |
Что осталось прежним: диаметр отпечатка должен лежать в пределах от 0,24D до 0,6D, толщина образца - не меньше восьми глубин отпечатка (новый стандарт рекомендует десять), шероховатость поверхности - Ra не более 2,5 мкм, если документация на изделие не требует другого. Нагрузку по-прежнему прикладывают плавно, за 2-8 секунд.
Что добавилось:
- Ежедневная проверка твердомера на мерах твердости вынесена в отдельное приложение А. Порядок разобран ниже.
- Оценка неопределенности измерений (приложение С) с формулами расчета. Она пригодится аккредитованным лабораториям при оформлении протоколов.
- Допуск на нагрузку: каждая испытательная нагрузка в диапазоне от 9,807 Н (1 кгс) до 29,42 кН (3000 кгс) должна отклоняться от номинала не более чем на ±1%.
- Время выдержки в записи результата. Например, 600 HBW 1/30/20 означает твердость 600, твердосплавный шарик 1 мм, нагрузку 30 кгс и выдержку 20 с. Время указывают, только если оно выходит за пределы 10-15 с.
Стальной шарик не запрещен
В ISO 6506-1 оставлен только твердосплавный шарик, но российская версия стандарта допускает и стальной. Результат, полученный стальным шариком, записывают как HB, твердосплавным - как HBW. Для металлов тверже 450 HB применяют только твердосплавный шарик: стальной на них деформируется и искажает результат.
Что поменять в работе лаборатории
- Обновить ссылки в методиках, стандартах предприятия и формах протоколов. Если ГОСТ Р 8.1038-2024 требует заказчик или он нужен для области аккредитации, укажите его.
- Пересмотреть режимы для мягкой стали, меди и легких сплавов: коэффициенты нагружения для них изменились. Например, сталь твердостью 100-140 HB теперь испытывают с коэффициентом 30, а не 10.
- Если в методиках встречается шарик диаметром 2 мм, заменить его на 1 или 2,5 мм из нового ряда.
- Наладить ежедневную проверку: для каждой используемой шкалы нужны поверенные меры твердости по Бринеллю на уровне твердости ваших материалов.
- Учесть новые расстояния. Отпечатки можно ставить плотнее, 3d между центрами вместо 4d, и на узком образце помещается больше точек измерения.
- Следить за температурой в помещении: если измерения проходят вне диапазона 10-35 °C, это фиксируют в протоколе.
Как выбрать шарик и нагрузку
Нагрузку подбирают по коэффициенту нагружения 0,102·F/D², где F - нагрузка в ньютонах, а D - диаметр шарика в миллиметрах. Если считать нагрузку в кгс, коэффициент равен нагрузке, деленной на квадрат диаметра: 3000 кгс на шарике 10 мм дают 30. Рекомендуемые значения по ГОСТ Р 8.1038-2024:
| Материал | Твердость | Коэффициент нагружения |
|---|---|---|
| Сталь, сплавы никеля и титана | от 95,5 до 450 HB (до 650 HBW) | 30 |
| Титан и его сплавы | от 50 до 327 HB | 15 |
| Чугун | до 140 HB / от 140 HB | 10 / 30 |
| Медь и ее сплавы | до 35 HB / 35-200 HB / свыше 200 HB | 5 / 10 / 30 |
| Легкие металлы и их сплавы | до 35 HB / 35-80 HB / свыше 80 HB | 2,5 / 5, 10 или 15 / 10 или 15 |
| Подшипниковые сплавы | от 8 до 50 HB | 2,5 |
| Свинец, олово и другие мягкие металлы | от 3 до 20 HB | 1 |
Шарик берут как можно крупнее, насколько позволяют толщина и размеры детали: большой отпечаток лучше усредняет структуру металла. Если диаметр отпечатка выходит за пределы 0,24D-0,6D, это указывают в протоколе.
Время выдержки зависит от твердости материала, допуск ±2 с:
| Твердость | Время выдержки |
|---|---|
| до 10 HB | 180 с |
| свыше 10 до 35 HB | 120 с |
| свыше 35 до 90 HB | 30 с |
| свыше 90 HB | 10-15 с, рекомендуется 14 с |
Два примера расчета
Чугунная отливка твердостью около 200 HB
Для чугуна тверже 140 HB коэффициент равен 30. Берем шарик 10 мм и нагрузку 3000 кгс (29,42 кН), выдержка 10-15 с. Отпечаток получится диаметром около 4,3 мм, это 0,43D, в допуске. Его глубина около 0,48 мм, поэтому стенка отливки в месте измерения должна быть не тоньше 3,8 мм, а лучше от 4,8 мм. Центр отпечатка ставят не ближе 10,7 мм к краю, а соседние отпечатки - не ближе 12,8 мм друг к другу. По ГОСТ 9012-59 между центрами понадобилось бы 17,1 мм.
Результат записывают как 200 HBW 10/3000. Подойдет стационарный твердомер на 3000 кгс, например цифровой 220HBS-3000 с автоматической турелью или Trojan HB-3000C с электронным нагружением без грузов.
Лист алюминиевого сплава толщиной 2 мм, около 60 HB
Для легких металлов твердостью 35-80 HB стандарт допускает коэффициенты 5, 10 или 15. Шарик 10 мм с нагрузкой 1000 кгс (коэффициент 10) здесь не годится: глубина отпечатка составит около 0,53 мм, и лист понадобится толщиной от 4,2 мм. Поэтому уменьшаем шарик до 2,5 мм, а нагрузку до 62,5 кгс при том же коэффициенте 10. Отпечаток получится около 1,12 мм (0,45D), глубина около 0,13 мм, минимальная толщина около 1,1 мм, так что лист 2 мм проходит.
Для твердости 60 HB выдержка 30 с, и ее указывают в записи: 60 HBW 2,5/62,5/30. Такие режимы обеспечивают твердомеры с малыми нагрузками, например HBS-62.5 с нагрузками от 1 до 62,5 кгс или универсальный HBRV-187.5.
Ежедневная проверка твердомера
По приложению А проверку проводят в каждый день, когда используется твердомер, по каждой применяемой шкале и на уровне твердости измеряемого материала. На поверенной или откалиброванной мере твердости по Бринеллю делают не менее двух отпечатков и сравнивают результат с аттестованным значением меры:
- отклонение в пределах допустимой погрешности твердомера - прибор пригоден к работе;
- отклонение больше - проверяют наконечник, оптику для измерения отпечатка, предметный столик и устройство нагружения, затем повторяют измерения;
- при повторной неудаче твердомер отправляют на внеочередную поверку.
Быстрее всего такая проверка проходит на моделях с измерением отпечатка по изображению: оператор не отсчитывает диаметр по шкале окуляра, а результаты сохраняются для журнала. Например, Trojan HBST-3000Z измеряет отпечаток по снимку CCD-камеры и выгружает отчеты в Word и Excel.
Портативные твердомеры по Бринеллю и новый стандарт
ГОСТ Р 8.1038-2024 распространяется и на портативные и переносные твердомеры, но требования к ним те же: заданная нагрузка с допуском ±1%, плавное нагружение, выдержка по таблице и измерение диаметра отпечатка. Приборы, которые оценивают твердость ударом или сравнением с эталонным бруском, эти условия не обеспечивают, поэтому их результат ориентировочный.
Такие твердомеры полезны для сортировки проката, входного контроля на складе и быстрой проверки крупных деталей, которые невозможно поставить на стол прибора. В каталоге это HBC, который сравнивает отпечатки на изделии и на эталонной мере, и ударный HBX-0.5 с диапазоном 100-400 HBS. Для протоколов по стандарту используют твердомер со статическим нагружением.
Какой твердомер Бринелля выбрать под новый ГОСТ
- Нагрузки. Для стали и чугуна с шариком 10 мм нужна нагрузка 3000 кгс, для цветных металлов и тонких деталей - малые нагрузки. Проверьте, что набор нагрузок прибора покрывает коэффициенты для ваших материалов.
- Шарики. Твердосплавные диаметром 1, 2,5, 5 и 10 мм. Для твердости выше 450 HB подходит только твердый сплав.
- Измерение отпечатка. Окуляр с микрометром, цифровой отсчет или камера с автоматическим расчетом. Автоматическое измерение убирает ошибку оператора при отсчете диаметра.
- Нагружение и выдержка. Электронное нагружение в замкнутом контуре держит нагрузку и время выдержки без участия оператора.
- Хранение и вывод данных для журнала ежедневных проверок и протоколов.
- Меры твердости на нужных шкалах и уровнях твердости: без них ежедневную проверку не провести.
| Задача | Модели |
|---|---|
| Лаборатория, сталь и чугун | 210HBS-3000, 220HBS-3000, 300HB-3000, Trojan HB-3000C |
| Тонкие и мелкие детали, цветные металлы | HBS-62.5 |
| Измерение по изображению и отчеты | Trojan HBST-3000Z, система TE |
| Контроль на производственной линии | HBZ-3000A, до 400 измерений в час |
| Бринелль и другие методы в одной лаборатории | универсальные твердомеры HBRV-187.5 и HBV-30A |
Все модели собраны в разделе твердомеры по Бринеллю. Сравнение метода Бринелля с Роквеллом, Виккерсом и портативными методами приведено в обзоре "Методы измерения твердости металлов".
FAQ
ГОСТ 9012-59 больше не действует?
ГОСТ Р 8.1038-2024 введен впервые, а не взамен ГОСТ 9012-59, и уточняет описанный в нем метод. Какой стандарт указать в методике или протоколе, зависит от требований заказчика, документации на продукцию и области аккредитации лаборатории.
Нужно ли менять твердомер из-за нового стандарта?
Нет, если прибор поверен, обеспечивает нужные нагрузки с допуском ±1% и проходит ежедневную проверку на мерах твердости. Стандарт прямо учитывает твердомеры и меры, выпущенные до его введения. Заменить может понадобиться только оснастку, например шарики диаметром 2 мм, которых нет в новом ряду.
Можно ли работать стальным шариком?
Да, российская версия стандарта допускает стальной шарик, результат тогда записывают как HB. Для металлов тверже 450 HB нужен твердосплавный шарик, результат записывают как HBW.
Как часто проверять твердомер на мерах твердости?
В каждый день, когда используется прибор, по каждой применяемой шкале: не менее двух отпечатков на поверенной мере с твердостью, близкой к твердости измеряемого материала. Ежедневная проверка не заменяет периодическую поверку прибора.
Что делать, если деталь тоньше восьми глубин отпечатка?
Уменьшить диаметр шарика и нагрузку, сохранив коэффициент нагружения: например, перейти с 10/1000 на 2,5/62,5. Если и это не помогает, твердость тонких деталей и покрытий измеряют по Виккерсу или по шкалам Супер-Роквелла.
Подбор твердомера под ГОСТ Р 8.1038-2024
Если нужно перевести лабораторию на новый стандарт, подобрать твердомер, шарики и меры твердости под ваши материалы, специалисты "Диагноста" помогут с выбором. Звоните по телефону 8-800-777-48-96 или пишите на diagnost@diagnost.ru.
