Головна

РОБОТА № 2. ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ МАТЕРІАЛІВ

  1. CRM-системи. Визначення, призначення та особливості.
  2. ERP -, MRP - системи. Визначення, призначення та особливості
  3. I ВИЗНАЧЕННЯ ВИКИДІВ газоподібних ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН ЗА ДАНИМИ інструментальних ЗАМІРІВ
  4. I. Позначення м'якості і твердості приголосних фонем.
  5. I. Визначення термінів.
  6. I. Визначення цільової аудиторії.
  7. I. Попередня робота.

Мета роботи.Засвоєння поняття твердості як показнику важливих експлуатаційних властивостей матеріалів і працездатності виробів. Оволодіння практичними навичками за визначенням твердості металів і сплавів.

Загальні відомості.Твердість - властивість поверхневого шару матеріалу чинити опір впровадженню іншого тіла, т. Е пружною і пластичної деформації або руйнування при цьому. Існуючі методи вимірювання твердості значно відрізняються за принципом: царапаньем - Більш тверде дряпає більш м'яке, навпаки неможливо - 10-бальна шкала твердості Мооса, де за 1 взята твердість тальку, за 10 - алмазу, інші мінерали і матеріали лежать в проміжку, наприклад, твердість стали приблизно 5-6 одиниць; втискуванням твердого индентора (наконечника) - тут багато методів, що відрізняються один від одного за формою застосовуваного индентора, за умовами програми навантаження і способу розрахунку чисел твердості.

Вимірювання твердості проводиться відповідно до визначених ГОСТами. Загальним позначенням чисельного значення твердості служить латинська буква Н (від слова "Hardness" - "твердість"). Додатковий індекс дає можливість відзначити спосіб визначення твердості: НВ - твердість по Брінеллю; НR - твердість по Рокуеллу (НRА - за шкалою А, НRВ - за шкалою В, НRС - за шкалою С), НV - твердість по Віккерсу, Н , НO , НD - Мікротвердість в залежності від форми алмазного наконечника.

При випробуваннях по Брінеллю на спеціальному приладі з гідравлічним навантажуючим пристроєм, що дозволяє досягти навантаження Р в кілька тонн, в поверхню випробуваного матеріалу вдавлюється кульку діаметром d = 10 мм із загартованої сталі, після зняття навантаження вимірюється діаметр відбитку D. Твердість по Брінеллю НВ розраховується за формулою, аналогічною формулою міцності (навантаження P на площу відбитка S):

HB = 2P / SpD (D - (d2 - D2 ) 1/2)

де навантаження виражена в кГс, а діаметри в мм.

При випробуваннях по Вікерсом в поверхню випробуваного матеріалу вдавлюється алмазна пірамідка, після зняття навантаження вимірюється діагональ відбитка. Твердість по Віккерсу НVопределяется за спеціальними таблицями. При визначенні мікротвердості користуються спеціальним мікроскопом з алмазним мікроіндентором. У той час як інші методи визначення твердості оцінюють твердість по досить великій площі контакту, по мікротвердості можна визначити твердість різних фазових складових сплаву, окремих зерен металу або навіть визначити твердість у різних точках всередині одного зерна. Поширеність випробувань на твердість пояснюється простотою і швидкістю їх проведення, відсутністю необхідності руйнування випробовуваних об'єктів, можливістю випробувань матеріалів різної пластичності і невеликих обсягів, іноді можливістю зіставлення характеристик твердості з даними інших випробувань. Так, твердість конструкційних сталей і деформуються кольорових сплавів має практично лінійну зв'язок з їх міцністю. Для інструментальних сталей при підвищенні вмісту вуглецю твердість підвищується, але міцність зменшується внаслідок охрупчивания. Твердість прямо пов'язана з зносостійкість матеріалу. Твердість ріжучої кромки визначає працездатність різців, ножів, свердел і інших металорізальних виробів. Тому за результатами випробувань на твердість можна судити про експлуатаційної придатності інструментів, оцінити якість термообробки, побічно визначити такі характеристики матеріалів, як умовний межа плинності, тимчасовий опір (межа міцності) і модуль пружності першого роду.

 Твердість по Рокуеллу (ГОСТ 9013-59). Твердість по Рокуеллу (Rockwell) HR визначається за глибиною відбитка, а точніше різницею між залишковою глибиною його впровадження після зняття основного навантаження P1 при збереженні попереднього навантаження P0 і глибиною проникнення індентора при попередньому навантаженню P0 . Твердість по Рокуеллу виражається в умовних одиницях. Індентором може бути алмазний (або твердосплавний) конус з кутом при вершині 1200 або сталева кулька діаметром 1,588 мм, т. е 1/16 дюйма. Загальне навантаження Р при визначенні твердості HRВ (за шкалою В) индентор - сталева кулька, Р = 980 Н (т. Е 100 кгс), HRА за шкалою А - Конус з твердосплавного металу, Р = 588 Н (60 кгс) HRС за шкалою С - Конус з твердосплавного металу, Р = 1470 Н (150 кгс).HRВзастосовується для випробувань кольорових металів і відпалених сталей з твердістю <2300, а HRС -для випробування сталей, підданих термічній або хіміко-термічній обробці, HRА для випробувань твердих сплавів з твердістю HВ 7000. Схема визначення твердості по Рокуеллу приведена на рис.1.

Спочатку индентор навантажується попередньої навантаженням P0 і при цьому впроваджується в матеріал на глибину h0 . Попереднє навантаження P0 не знімається до кінця випробувань. Потім на зразок подається загальне навантаження P = P0 + P1 , І индентор занурюється на "максимальну" глибину h1. Після цього додатковий вантаж P1 забирається, индентор трохи піднімає, при цьому зберігається залишкова глибина впровадження h. Числа твердості по Рокуеллу зчитують безпосередньо за показниками індикаторів переміщення. У порівнянні з методом Брінелля метод Роквелла має перевагу в тому, що може бути використаний і при досить тонких зразках (> 0,4 ??мм). Однак треба вказати на його умовність, неможливість повторної перевірки отриманих результатів, відсутність єдиної шкали твердості (HR = 0 не має тут фізичного сенсу нульовий твердості, можливі й негативні значення HR ), Що є недоліками методу. Емпірично (досвідченим шляхом) встановлено, що числа твердості по Брінеллю і по Рокуеллу співвідносяться приблизно як 10: 1.

Всі основні вузли приладу змонтовані в закритому корпусі (рис.2). Зразок матеріалу або випробувані виріб поміщається на підйомний столик, що приводиться в вертикальний рух обертанням маховика. Столик зі зразком піднімають і підводять під индентор. При випробуваннях индентор вдавлюється в поверхню випробуваного зразка, при цьому його переміщення контролюються за показниками циферблата індикатора годинного типу. Циферблат індикатора має дві шкали: - чорну шкалу від 0 до 100 для визначення твердості алмазним индентором: HRАпри найменшому навантаженні 588 Н (60 кгс);HRСпри найбільшому навантаженню 1470 Н (150 кгс); - червону шкалу від 0 до 130 для визначення твердості HRВ индентором з кульки діаметром 1,588 мм при середньому навантаженні 980 Н (100 кгс). Попереднє навантаження 98 Н (10 кгс) забезпечується вагою шпиндельной групи і власника наконечника индентора без додаткових вантажів. Основне навантаження 588, 980 і 1470 Н проводиться через важіль, на якому підвішують вантаж. Пересуваючи ручку, пов'язану жорстко з "граблями" - пристроєм, що дозволяє обмежити при необхідності в залежності від обраного индентора і шкали рух одного або двох вантажив, можна вибрати три зазначені величини навантаження. Навантажує пристрій при зберіганні і в перервах між випробуваннями знаходиться в піднятому на аретирі положенні. При цьому ручка аретира знаходиться в лівому крайньому положенні на клямці. При випробуванні важіль з обраним вантажем знімається з аретира рухом ручки "на себе". Після виведення з клямки ручку треба відпустити: вантаж своєю вагою тисне на важіль, який пов'язаний з демпфирующей системою (амортизатором), і ручка плавно повертається за годинниковою стрілкою, і на индентор теж плавно подається навантаження випробування.

На перше півріччя 2013/2014 навчального року. | Завдання на роботу

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати