Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЁРДОСТИ МЕТАЛЛОВ





Цели работы

1 Ознакомление с методами определения твёрдости металлов.

2 Определение твёрдости углеродистой стали по методу Бринелля.

Теоретические основы методики

Твёрдостьметалла - способность оказывать сопротивление механическому проникновению в его поверхность другого, более твёрдого тела.

Междутвёрдостью и прочностью имеется определённая зависимость. Поэтому, определяя твёрдость, можно быстро и без разрушения контролировать качество металла.

Наиболее распространенным способом определения твердости является метод Бринелля, когда в плоскую поверхность методического образца вдавливают при постоянной нагрузке стальной закалённый шарик, оставляющий на поверхности сферический отпечаток. Чем мягче металл, тем больше будет площадь отпечатка.

НВ= (1)

где НВ - твёрдость металла по Бринеллю;

F – нагрузка, Н (кгс);

A - площадь отпечатка, мм2.

Выражая поверхность отпечатка через диаметр шарика и диаметр оттиска путем преобразования, получаем формулу для определения числа твёрдости металла по Бринеллю, когда усилие F выражено в кгс:

НВ= (2)

где НВ - твёрдость металла по Бринеллю;

F – нагрузка, кгс;

D - диаметр шарика, мм;

d - диаметр отпечатка, мм.

Диаметр шарика выбирают в зависимости от твёрдости металла, толщины образца и прилагаемой нагрузки: 2,5; 5 или 10 мм.

Связь между пределом прочности (временное сопротивление) σв стали при растяжении и ее твёрдостью по Бринеллю выражается следующей зависимостью:

sв=0,36 НВ (3)

При испытании сталей с числом твёрдости НВ более 450 применяют способ Роквелла (HR). Твердость особо твёрдых металлов или наружных слоев закаленной цементированной или азотированной стали, а также микротвердость испытывают по методу Виккерса (HV) (приложение Б).

 

Материалы и оборудование

Материалы: образцы исследуемых металлов.

Оборудование: прибор ТШ-2Б (твердомер шариковый Бринелля с комплектом шариков, микроскоп отсчетный).

 

Методика эксперимента

Схема прибора и схемаиспытания представлены на рисунках 5, 6.

Рисунок 5 - Схема твердомера Бринелля

1 – шарик; 2 – исследуемый образец, 3 –подъемный столик, 4 – гири;

5 – разгрузочно-нагрузочное устройство

 

Рисунок 6 - Схема испытания материала на твердость по Бринеллю

 

Настраивается прибор (выбирается и устанавливается шарик нужного размера, нагрузка на силовое коромысло, продолжительность выдержки). Исследуемый образец устойчиво устанавливается на рабочую площадку, подводится до соприкосновения поверхности с шариком. Включается прибор и производится испытание. Нагрузка и разгрузка вдавливаемого шарика должны быть плавными. Продолжительность выдержки под нагрузкой:

· для чёрных металлов – 10 ... 30 секунд;

· для цветных – 10 ... 180 секунд в зависимости от материала (оговорено в паспорте на металл).



При подготовке поверхности испытуемого образца необходимо принимать меры предосторожности против возможного изменения твёрдости образца вследствие нагрева или наклёпа поверхности в результате механической обработки. Минимальная толщина испытуемого образца должна быть не менее 10-кратной глубины отпечатка.

При выборе параметров испытания на твердость руководствуются таблицами ГОСТа 9012-59 (приложение Ж).Диаметры отпечатков d должны находиться в пределах 0,2D...0,6D. Измеряются они с помощью отсчётных микроскопов во взаимно-перпендикулярных направлениях с точностью до 0,01 мм.

 

Лабораторный журнал

 

Показатель
Вид металла      
Диаметр шарика D(мм)      
Нагрузка Р(Н)      
Время выдержки под нагрузкой (сек)      
Диаметр отпечатка d (мм)      
Твердость металла НВ      
Предел временной прочности sв, МПа      

 

Твердость по Бринеллю обозначают символом НВ (HBW), которому предшествует числовое значение твердости из трех значений цифр, и после символа указывают диаметр шарика, значение приложенного усилия (в кгс), продолжительность выдержки (если она отличается от 10 до 15 с).

Примеры обозначения:

250 HВ 5/750 - твердость но Бринеллю 250, определенная при применении стального шарика диаметром 5 мм, при усилии 750 кгс (7355 Н) и продолжительности выдержки от 10 до 15 с;

575 HBW 2,5/187,5/30 - твердость по Бринеллю 575, определенная при применении шарика из твердого сплава диаметром 2,5 мм, при усилии 187,5 кгс (1839 Н) и продолжительности выдержки 30 с;

При определении твердости стальным шариком или шариком из твердого сплава диаметром 10 мм при усилии 3000 кгс (29420 Н) и продолжительности выдержки от 10 до 15 с твердостью по Бринеллю обозначают только числовым значением твердости и символом НВ или HBW: например, 185 HB, 600 HBW.

 

Расчётная часть

 

Заключение

Записывается результат определения твердости металла в зависимости от полученных результатов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.