Измерение твердости металлов - раздел Образование, Работа № 2. Измерение твердости металлов ……………………….….17 Цель Работы: Изучить Устройство Приборов Для Определения Твердости Мет...
Цель работы: изучить устройство приборов для определения твердости металлов, научиться пользоваться приборами по измерению твердости металлов.
Приборы и оборудование: пресс Бринелля, пресс Роквелла, отсчетный микроскоп для определения диаметра отпечатка, образцы сталей, чугунов и цветных металлов.
Краткие сведения из теории. Определение твердости является широко распространенным способом испытаний для характеристики механических свойств металлов. В настоящее время существует несколько методов измерения твердости, различающихся по характеру воздействия наконечника: метод вдавливания, метод отскакивания, метод царапания. Наибольшее применение получил метод вдавливания.
Под твердостью металла при вдавливании понимается его сопротивление местной пластической деформации при контактном приложении нагрузки.
Наиболее широкое распространение в машиностроительной промышленности получили методы Бринелля, Роквелла и Виккерса, благодаря их простоте и возможности производить испытания деталей без разрушения.
Определение твердости по Бринеллю.Определение твердости по Бринеллю (ГОСТ 9012-59, 22761-77) состоит в том, что при использовании специального пресса (пресса Бринелля) в испытуемый материал в течение определенного времени вдавливается нагрузкой Р стальной закаленный шарик диаметра D.
Схема испытания на твердость по Бринеллю дана на рис. 9.
В результате вдавливания шарика на поверхности образца получается отпечаток (лунка).
Диаметр отпечатка измеряют специальным отсчетным микроскопом МПБ-2, на окуляре которого нанесена шкала с делениями, соответствующими десятым долям миллиметра (рис. 10).
Отношение давления Р к поверхности полученного отпечатка (шарового сегмента) дает число твердости обозначаемое НВ(2):
, кгс/мм2 (н/м2), (2)
где F=pDh.
Рис. 9. Схема определения твердости методом Бринелля
Рис. 10. Измерение диаметра отпечатка
Так как удобнее измерять не глубину отпечатка, а его диаметр, то, выражая глубину отпечатка через его диаметр d и диаметр шарика, получаем (3):
(3)
Подставив значение F получим (4):
, кгс/мм2 (н/м2) (4)
Таким образом, зная диаметр шарика и нагрузку, замерив диаметр отпечатка, легко определить твердость.
Для получения одинаковых значений твердости металла при разных диаметрах шариков и различных нагрузках необходимо соблюдать закон подобия P/D2 = const. В этом случае угол j = const, где j – угол вдавливания. Поэтому при испытании по Бринеллю, учитывая закон подобия, а также то обстоятельство, что диаметр шарика подбирается в зависимости от толщины испытуемого образца металла. И что для металлов разных твердостей нужно прилагать разные нагрузки, применяют соотношения по ГОСТ 9012-59. Кроме того, продолжительность выдержки образца под нагрузкой должна быть строго определенной, чтобы деформация образца шариком полностью завершилась.
Перед испытанием поверхность образца, в которую будет вдавливаться шарик, обрабатывают наждачным канем или напильником. чтобы она была ровной, гладкой и не было окалины и других дефектов. При обработке поверхности образец не должен нагреваться выше 100-150ºС.подготовка поверхности образца необходима для получения правильного отпечатка и отчетливой видимости его краев для измерения.
При выборе диаметра шарика D, нагрузки P, продолжительность выдержки под нагрузкой и минимальной толщины испытуемого образца следует руководствоваться нормами ГОСТа для испытаний по Бринеллю (табл. 2).
При указании твердости НВ иногда отмечают, при каких условиях измерялась твердость, например НВ 140 (10/3000/10) означает, что испытание производилось шариком диаметром 10 мм под нагрузкой 3000 кгс (30000 Н) в течении 10 сек.
При измерении твердости шариком определенного диаметра и с установленными нагрузками расчет числа твердости по формуле НВ=Р/F почти не выполняют, а пользуются заранее составленными таблицами, указывающими число НВ, в зависимости от диаметра отпечатка d и соотношения между нагрузкой Р и D2 (согласно табл. 3).
Существует примерная количественная зависимость между числами твердости и пределом прочности:
для стали с твердостью НВ 120–175...……………………sв=0,34 НВ;
для стали с твердостью НВ 175–450..…………………….sв=0,35 НВ;
для меди, латуни и бронзы отожженной..………………..sв=0,55 НВ;
для меди, латуни и бронзы наклепанной..……….………sв=0,40 НВ;
для алюминия и алюминиевых сплавов
с твердостью НВ 20–45............................................sв=(0,33÷0,36) НВ;
для дуралюминия отожженного...……………..................sв=0,36 НВ;
для дуралюминия после закалки и старения…………….sв=0,35 НВ.
Работа Макроскопический метод исследования металлов и... сплавов...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Измерение твердости металлов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Макроскопический метод исследования металлов и сплавов
Цель работы: ознакомление с методикой проведения макроструктурного анализа, получение практических навыков изготовления макрошлифов, изучения поверхностей деталей, изломов, макрошлифов, выяв
Реактивы для травления
Реактив
Концентрация раствора
Условия травления
Область применения реактива
составляющая
к
Твердость по Бринеллю
Диаметр отпечатка, мм d10, или 2d5, или 4d2,5
Число твердости при нагрузке Р, кгс
Практика определения твердости по Бринеллю
1. Пользуясь табл. 2 для заданного образца определить диаметр шарика, величину нагрузки Р и время выдержки образца под нагрузкой.
2. Закрепить шарик в держателе 15 (
Пределы измерения твердости
Обозначение шкалы
Число единиц в шкале
Обозначение твердости по шкале
Полная нагрузка
Р=Р0+Р1 при
Практика определения твердости по Роквеллу
1. Пользуясь табл. 4 для заданного образца выбрать нужную шкалу твердости и установить соответственно сменный груз 11 (рис. 13).
2. Установить в шпиндель 8 выбранный наконечник и закрепить
Различными методами
По Роквеллу
По Бри
нелю НВ
По Роквеллу
По Бри нелю НВ
По Роквеллу
По Бри
нелю НВ
Механические испытания металлов
Цель работы: ознакомиться с испытательным оборудованием для определения основных механических характеристик; провести механические испытания предложенных марок сталей; по результатам испы
Стандартные размеры образцов
Наименование образца
Расчетная длина
l0,мм
Диаметр образца d0, мм
Площадь поперечного сечения F
Рекристаллизации на структуру и свойства стали
Цель работы: изучить влияние холодной пластической деформации на структуру и свойства (твердость) малоуглеродистой стали; изучить влияние температуры нагрева на структуру и с
Порядок выполнения работы
В данной работе студенты знакомятся с изменением формы, размеров зерен и твердости металла, подвергнутого холодной пластической деформации и рекристаллизационному отжигу.
П
Сплавов
Цель работы: изучить диаграмму состояния железо-цементит, проанализировать строение и фазовые превращения, происходящие в сплавах Fe-Fe3C.
Компоне
Порядок выполнения работы
1. В соответствии с табл. 7 по номеру варианта выбираются исходные данные для индивидуального задания.
2. Вычертить в масштабе диаграмму Fe-Fe3C с указанием темпера- тур фазовых
Пояснения к выполнению работы
1. Для построения кривой охлаждения используют вертикальный разрез в соответствии с заданным химическим составом сплава. Типовые примеры кривых охлаждения с указанными структурами представлены на р
Порядок выполнения работы
1. Начертить область диаграммы состояния системы Fe-Fe3C, соот- ветствующую сталям.
2. На диаграмме состояния Fe-Fe3C провести вертикальные линии, соо
Изучение структуры и свойств чугунов
Цель работы: изучение микроструктуры чугунов разных марок, установление зависимости между структурой и механическими свойствами чугунов.
Приборы и оборудование:
Термическая обработка углеродистых сталей
Цель работы:обоснование выбора параметров и практическое проведение основных видов термической обработки сталей: отжига, нормализации, закалки и отпуска; овл
Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали.
Этот вопрос удобнее выяснить на примере эвтектоидной стали (С = 0,8%). Из этой стали изготавливается серия образцов, все они нагреты до аустенитного состояния, т.е. выше 727°С и в дальнейшем каждый
Порядок выполнения работы
Работа выполняется бригадным методом. Каждый студент бригады получает задание на проведение одного из видов термической обработки. Пользуясь диаграммой состояния Fe-Fe3C и справочной лит
Инструментальные стали
Цель работы: изучение структуры, свойств, способов термической обработки инструментальных сталей и области их применения.
Приборы и оборудование: набор микрошлифов в лаборато
Медные и антифрикционные сплавы
Цель работы: изучение структуры, свойств, маркировки медных и антифрикционных сплавов и области их применения.
Приборы и оборудование: коллекция изделий из медных и антифрикц
Библиографический список
1. Материаловедение: учебник для ВУЗов/ Б.Н. Арзамасов, В.И.Макарова, Г.К. Мухин и др., под общ. ред. Б.Н. Арзамасова – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов