На головну

Стаціонарні прилади для вимірювання твердості вдавленням при статичному навантаженні

  1. АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ І СИСТЕМИ
  2. Автоматичні компенсатори (типу КСП) для вимірювання напруги і температури. Типи. Схеми. Статичні і динамічні характеристики
  3. Алгоритм вимірювання артеріального тиску
  4. Алгоритм вимірювання росту пацієнта
  5. Алгоритм вимірювання температури тіла пацієнта
  6. Аналіз поведінки споживача на основі гіпотез порядкового виміру корисності блага (Ординалістська концепція)
  7. Б) Стаціонарні споруди

В даний час промисловість випускає безліч стаціонарних приладів для вимірювання твердості, що працюють на принципі вдавлення. Серед них в останні роки з'явилося нове покоління уніфікованих твердомірів, оснащених мікропроцесорами для автоматичного відліку розмірів відбитків індентора і переведення їх в одиниці твердості та інших механічних властивостей матеріалів. Вони дозволяють вимірювати твердість по різними шкалами [6] (Бринелля, Роквелла, Віккерса, Шора) при викорис-тання змінних індентором різної форми. На ріс.1.21 представлений стаціонарний твердомер DuraJet австрійської фірми EMCO-TEST.

Твердомер виготовлений у відповідність до вимог ГОСТ 23677-79 (DIN EN 50150, EN ISO 18265, ASTM E 140 - 05) і дозволяє провести вимірювання твердості вдавленням найпоширенішими способами по Брінеллю (не стандартний метод[5]), Роквеллу і Вікерсом.

При виборі способу вимірювання легко можна замінити индентор, попередньо знявши конус 5, І, здійснивши настройку відповідної програми мікропроцесора твердоміра. При вимірюванні твердості прилад автоматично вибирає навантаження, яка може змінюватися в широких межах 49 ... 184 Н (5 ... 187,5 кг), що дозволяє вимірювати твердість в широких межах (наприклад металів і пластмас). Значення твердості прилад показує на дисплеї блоку управління 8 автоматичним перекладом в одиниці по Бринелю, Роквеллу або Вікерсом, в залежності від того, на яку шкалу була налаштована програма приладу. Всі вимірювання можуть бути збережені безпосередньо на flash-карту 7 або роздруковані на принтері. При вимірюванні твердості оператор налаштовує відстань між индентором і столом (виробом) натисканням кнопок за Регулеровка висоти блоку навантаження (див. Рис. 1.21). Вимірювання проводиться в повністю автоматичному режимі простим натисканням кнопки "Quick-Test".

Мал. 1.21. Твердомер DuraJet 10: 1 - принтер; 2 - підстава; 3 - стіл; 4 - виріб; 5 - конус; 6 - блок навантаження; 7 - flash карта (флешка); 8 - блок управління; 9 - USB інтерфейс; 10 - сервісний інтерфейс; 11 - роз'єм для блоку управління; 12 - вимикач; 13 - блок запобіжників; 14 - гніздо електроживлення.

Сьогодні в лабораторіях машинобудівних підприємств і навчальних закладів все ще використовуються твердоміри Брінелля (рис. 1.22) і Роквелла (рис. 5.4) минулих років, які відрізняються високою надійністю. Крім того, вони зручні в роботі і прості в обслужить-вання.

Твердомер Бринелля ТШ - 2.Прилад змонтований на масивній станині 7. Перед випробуванням в залежності від марки матеріалу вибирається за даними табл. вантаж і діаметр кульового індентора. Потім закріплюють кульової индентор 3 потрібного діаметру і вішають на підвіску вантаж 5. Комбінація вантажів на приладі ТШ-2 дозволяє змінювати навантаження на индентор в межах 612,5 .... 29420 Н.

Випробуваний зразок встановлюють на столик 2 і, обертаючи маховик 1, Підтискають його до індентора і піднімають разом з индентором до кінця вгору долаючи опір сжимающейся пружини, на яку спирається индентор. При цьому стиснута пружина тисне на наконечник і створює попередню навантаження 100 кгс. Для продовження випробування натискають пускову кнопку 6 іелектродвігатель через червячную передачу і систему важелів здійснює навантаження індентора і його впровадження в зразок. Після закінчення навантаження загоряється сигнальна лампочка 4 і вона горить протягом часу витримки. Потім лампочка вимикається і відбувається разгружение (вантаж 5 піднімається вгору). Після завершення випробування обертанням маховика проти годинникової стрілки опускають стіл, знімають зразок і вимірюють діаметр відбитка.

 Мал. 1.22. Твердомер Бринелля:1 - Штурвал; 2 -с'ёмний предметний столик; 3 - Индентор з наконечником; 4 - Сигнальна лампочка; 5 - вантаж; 6 - Пускова кнопка; 7 - станина  Мал. 1.23. Твердомер Роквелла: 1 станина; 2 - педаль; 3 - штурвал; 4 - стіл; 5 - индентор; 6 - покажчик; 7 - вантаж; 8 - ободок

Твердомер Роквелла ТК - 2 (Рис. 1.23). Прилад включають в електромережу вимикачем 6, При цьому загоряється лампочка 4. Механізм навантаження розташовується всередині порожнистої станини 1. Перед випробуванням в залежності від марки матеріалу вибирають шкалу вимірювань згідно табл. 5.3 і відповідно встановлюють на прилад потрібний индентор і вантаж. Випробуваний зразок укладають на столик 2 і обертанням штурвала 1 піднімають стіл зі зразком до тих пір, поки индентор 3 бракуватиме утисненим попередньої навантаженням 10 кгс. Цей момент досягається при збігу маленької стрілки з червоною крапкою на шкалі покажчика. Після цього поворотом обідка 9 поєднують нуль шкали покажчика з великою стрілкою. Для продовження навантаження натискають педаль 8 і важіль з вантажем 5 плавно починає опускатися вниз подаючи основне навантаження на индентор. Після зупинки обертання стрілки покажчика зчитують значення твердості. При використанні в якості індентора конічного алмазного індентора користуються чорної шкалою покажчика, а при використанні кульки - червоною шкалою.

технологічні властивості визначають здатність матеріалів піддаватися різним видом обробки.

Ливарні властивості сплавів.Литі конструкційні матеріали повинні володіти також високими ливарними властивостями. Найбільш важливі ливарні властивості - вологотекучість, усадка (об'ємна і лінійна), схильність до ліквації, утворення тріщин і до газопоглощенія.

вологотекучостю називається здатність розплаву вільно текти в ливарній формі, заповнюючи її і точно відтворюючи все контури порожнини форми. У це поняття входять властивості, що визначають рухливість розплаву в рідкому стані. До них відносяться в'язкість, поверхневий натяг розплаву і міцність нерозчинних окислів на поверхні. Жидкотекучесть залежить від хімічного складу, теплопровідності матеріалів виливки і форми, температури заливання форми, властивостей ливарної форми і т. Д.

Жидкотекучесть визначають шляхом заливання спеціальних техноло-ня проб (наприклад, спіралі). За її міру приймають довжину заповненої розплавом частини порожнини проби, вимірювану в міліметрах. Залежно від жидкотекучести розплаву при оптимальній температурі його заливки вибирається товщина стінок виливки, що забезпечує необхідну міцність і економію матеріалів. Жидкотекучість важлива для отримання щільних доброякісних виливків. Вона покращує умови виведення за межі виливки усадочних раковин, зменшує небезпеку освіти всіх видів пористості, тріщин. Недостатня вологотекучість розплаву викликає незаповнення окремих тонких частин ливарної форми - недоливи, а отже, і спотворення конфігурації і розмірів виливки. Іншою важливою властивістю, що визначає якість виливків є усадка.

усадкою називається властивість розплаву зменшувати свій об'єм при затвердінні і охолодженні. В результаті відбувається і відповідне зменшення лінійних розмірів виливки. Відносне зміна обсягів виливки Vвід в порівнянні з обсягом форми Vф, Виражене у відсотках, визначає об'ємну усадку eпро, Яка має місце в рідкому, жідкотвердом і твердожидком станах:

де Vф и Vвід -об'ёми порожнини форми і виливки відповідно при кімнатній температурі.

Відносне зміна лінійних розмірів виливки lвід в порівнянні з розмірами форми, виражене у відсотках, визначає лінійну усадку eлин,

яка має місце а твердожидком і твердому станах:

де lф и lвід-розміри порожнини форми і виливки відповідно при кімнатній температурі.

Об'ємна усадка приблизно в три рази більше лінійної. Усадка в відливання створює умови для утворення усадочних раковин, пористості, тріщин і викривлення.

Схильністю до утворення тріщин називається сукупність властивостей, що визначають міцність виливки в процесі кристалізації і охолодження розплаву. Розрізняють гарячі тріщини, що утворюються в відливання при високих температурах, і холодні, що утворюються при низьких температурах.

Схильністю до газопоглощенія називається здатність розплавів поглинати гази і виділяти їх в період охолодження. Гази в розплав потрапляють при протіканні хімічних реакцій (наприклад, FеО + С-Fе + СО) з поверхні розділу розплав-форма, при заповненні форми розплавом, з шихтових матеріалів. З цією властивістю пов'язаний вельми поширений дефект виливків-газова пористість. Розчинність газів в розплавах зменшується з пониженням температури. У зв'язку з цим зниження температури заливається розплаву є одним із заходів попередження утворення газової пористості. Для цієї мети також використовують дегазацію (прогартовує або технологічна обробка у вакуумі або інертному середовищі з метою видалення газів) шихтових матеріалів, розплаву перед його заливкою в форму і ін.

Про ливарних властивостях металевих сплавів можна судити по їх діаграмі стану. Кращими ливарними властивостями володіють евтекті-етичні сплави і сплави з евтектикой. Це пов'язано перш за все з тим, що температура плавлення евтектики ( «механічної» суміші кристалів А и В в подвійному сплаві) завжди нижча за температуру плавлення складових її компонентів, сплави-евтектики мають підвищену вологотекучість.

гнучкість матеріалу. гнучкість - Це здатність металів і сплавів піддаватися різним видам обробки тиском без руйнування. Гнучкість перевіряють за чисельним значенням критерію ковкості і п'ятибальною шкалою (табл.1.1).

Таблиця 1.1

П'ятибальна шкала ковкості

 бал  Значення К? = ? / ?в,% / МПа  гнучкість
 Не менш 0,01  НЕ кується
 0,001 ... 0,03  низька
 0,031 ... 0,08  задовільна
 0,081 ... 0,2  хороша
 0,21 і вище  відмінна
 Примітка. Область застосування ОМД поширюється на сплави, які мають гнучкість не нижче задовільної.

Значення критерію ковкості визначається з співвідношень: До? = ? / ?в або К? = ? / ?в,

де ? - відносне звуження в зоні розриву зразка в%;

? - відносне подовження після розриву зразка,%;

?в - Тимчасовий опір на розрив, МПа.

З огляду на, що значення ? залежить від початкової довжини зразка, перевагу віддають критерію К?.

зварюваністьвизначається здатністю матеріалів утворювати міцні зварні з'єднання. Різанням визначається здатністю матеріалів піддаватися обробці ріжучим інструментом.

2.3. Фізичні властивості матеріалів.До фізичних властивостей матеріалів відноситься щільність, температура плавлення, електропровідність, теплопровідність, магнітні властивості, коефіцієнт температурного розширення і ін.

щільністю називається відношення маси однорідного матеріалу до одиниці його обсягу.

Це властивість важливо при використанні матеріалів в авіаційній і ракетній техніці, де створюються конструкції повинні бути легкими і міцними.

Температура плавлення - Це така температура, при якій метал переходить з твердого стану в рідке. Чим нижче температура плавлення металу, тим легше протікають процеси його плавлення, зварювання і тим вони дешевші.

електропровідністю називається здатність матеріалу добре і без втрат на виділення тепла проводити електричний струм. Хорошою електропровідністю володіють метали і їх сплави, особливо мідь і алюміній. Більшість неметалічних матеріалів не здатні проводити електричний струм, що також є важливою властивістю, що використовується в електроізоляційних матеріалах.

теплопровідність - Це здатність матеріалу переносити теплоту від більш нагрітих частин тіл до менш нагрітих. Гарну теплопровідність характеризуються металеві матеріали.

магнітними властивостями т. е. здатністю добре намагнічуватися володіють тільки залізо, нікель, кобальт і їхні сплави.

Коефіцієнти лінійного і об'ємного розширення характеризують здатність матеріалу розширюватися при нагріванні. Це властивість важливо враховувати при будівництві мостів, прокладання залізничних і трамвайних колій і т.д.

Хімічні властивості характеризують схильність матеріалів до взаємодії з різними речовинами і пов'язані зі здатністю матеріалів протистояти шкідливій дії цих речовин. Здатність металів і сплавів чинити опір дії різних агресивних середовищ називається корозійну стійкість (див. Розділ 5.2), а аналогічна здатність неметалічних матеріалів - хімічну стійкість.

2.4. Експлуатаційні властивості металів. До експлуатаційних (службовим) властивостями відносяться жаростійкість, жароміцність, зносостійкість, стійкість до радіації, корозійна і хімічна стійкість та ін.

жаростійкість характеризує здатність металевого матеріалу чинити опір окисленню в газовому середовищі при високій температурі.

жароміцність характеризує здатність матеріалу зберігати механічні властивості при високій температурі.

зносостійкість - Це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню його поверхневих шарів при терті.

Радіаційна стійкість характеризує здатність матеріалу чинити опір дії ядерного опромінення




Дефекти кристалічної будови | Основні типи діаграм стану | Зв'язок властивостей сплавів з типом діаграм стану | Діаграма стану залізо-цементит | Класифікація і маркування ливарних сталей. | Види термічної обробки і їх класифікація | Перетворення в сталі при нагріванні | Види відпалу і нормалізація | Загартування і відпустку стали | Термомеханічна обробка стали |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати