Тема: Визначення твердості методами Брінеля і Роквелла.

Завдання

1. Провести випробування на твердість по Брінелю зразків сталі різної товщини.

2. Визначити твердість.

3. Скласти звіт про роботу.

Мета: ____________________________________________________

______________________________________________________________________

Прилади і матеріали: автоматичний важіль­ний прес, зразки сталі і сплавів кольорових металів різної товщини, лупу для вимірювання діаметра відбитка, терпуг, наждачне точило.

Порядок проведення роботи

Схема випробування на твердість по Брінелю

Випробування проводиться вдавленням у випробуваний зразок стальної кульки певного діаметру під дією заданого навантажен­ня на протязі певного часу.

Схема випробування на твердість по Брінелю приведена на рис.4.1.

Внаслідок вдавлення кульки на поверхні зразка одержуємо відбиток.

Відношення тиску Р до поверхні одержаного відбитку (кульковий сегмент) F дає число твердості позначене НВ:

Поверхня F кулькового сегмента

де: D – діаметр вдавленої кульки, мм;

h – глибина відбитку, мм.

Так, як глибину відбитка h виміряти важко, а простіше виміряти діаметр відбитка d, то доцільно величину h вимі­ряти і виразити через діаметри кульки D і відбитка d:

Тоді поверхня F кулькового сегмента

а число твердості по Брінелю буде характеризуватися формулою:

 

Рис.4.1 Схема випробування на твердість за способом Брінеля

Вибір діаметра кульки і навантаження.

Кульки різного діаметра (D = 10;5 і 2,5мм) застосовують залежно від товщини випробовуваного матеріалу.

Навантаження вибирають залежно від якості випробовува­ного матеріалу по формулі:

де: К-постійна для даного матеріалу величина, рівна 30,10 і 2,5мм.

При випробуванні кульками різних діаметрів (10; 5 і 2,5мм) застосовують різні навантаження, при випробуванні більш м’яких металів навантаження менше.

 

 

Протокол визначення твердості по Брінеллю

№ п/п	Р, МПа	Д, мм	d, мм	НВ, МПа
За формулою	По таблиці

 

Випробування на твердість по Роквелу

Завдання

1. Провести випробування на твердість по Роквеллу зразків сталі у відпаленому і загартованому стані.

2. Визначити твердість.

3. Скласти звіт про роботу.

Мета: Навчити студентів самостійно проводити випробування на твердість по Роквеллу.

Прилади і матеріали: прилад типу Роквелла, зразки сталі у відпаленому і загартованому стані, терпуг, наждачне точило, шліфувальний папір.

Схема випробування і величина твердості по Роквеллу

Випробування на твердість по Роквеллу проводять шляхом вдавлення у випробуваний зразок алмазного конуса з кутом 120 , або ста­льної загартованої кульки діаметром 1,588мм. Кульку і конус вдавлюють у випробуваний зразок під дією двох послідовно при­кладених навантажень - попередньго Р і основного Р . Загаль­не навантаження Р буде дорівнювати сумі цих двух навантажень:

Попереднє навантаження Р завжди рівне 10кг, а основне Р і загальне Р дорівнюють при вдавленні стальної кульки (шкала В) Р = 90кг,

Р = 10кг + 90кг =100кг, при вдавленні алмазно­го конуса (шкала С) Р = 10кг + 50кг = 60кг.

Число твердості по Роквеллу — число умовне і виражається в умовних одиницях. За одиницю твердості прийнята величина, відповідна осьовому преміщенню наконечника на 0,002мм. Число твердості по Роквеллу НR обчислюємо по формулах: при вимірі по шкалі В:НR = 130-е, при вимірі по шкалах С і А: НR = 100-е. Величина е обчислюється по формулі:

де: h - глибина проникнення наконечника у випробуваний матеріал під дією попереднього навантаження Р (рис.4.2);

h - глибина проникнення наконечника в випробуваний матеріал під дією загального навантаження Р, виміряного після зняття основного навантаження Р з залишенням попереднього навантаження Р .

Залежно від того, що застосовується кулька чи алмазний конус і від навантаження при якому проводять випробування (тобто по якій шкалі В,С або А), число твердості позначається HRB, HRC, HRA.

Навантаження і наконечник вибирають залежно від твердості випробуваного матеріалу

 

Рис.4.2 Схема визначення твердості вдавленням алмазного конуса (на приборі Роквелла)

 

 

Протокол визначення твердості по Роквеллу

№ п/п	Шкала	HR	Середня HR	Перевод по Брінеллю
І – вимір	ІІ – вимір	ІІІ – вимір
	«С»
	«В»

 

Контрольні питання

1. Перерахуйте методи визначення механічних властивостей металів.

2. Охарактеризуйте пружну і пластичну деформацію.

3. Твердість - …….

4. Поясніть НВ 450; НRB, HRA.

5. Яким чином визначають мікротвердість?

ВІДПОВІДІ

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота № 5