Измерение твердости металлов
Лабораторная работа № 1
Измерение твердости металлов
Определение твердости металлов В промышленности, связанной с обработкой металлов, испытания на твердость… Для определения твердости служат специальные приборы, называемые твердомерами. Рабочим органом каждого твердомера,…Измерение твердости по Бринеллю (ИСО 410-88, ИСО 6508-86)
Цель работы. ознакомиться с устройством и работой рычажного пресса Бринелля, приобрести навыки измерения твердости по Бринеллю.
Краткие сведения из теории
Рисунок 1- Схема измерения твердости по Бринеллю:а - в процессе вдавливания шарика в образец; б - после снятия…Оборудование, инструмент и материалы
Рисунок 2 – Рычажный пресс Бринелля:а – схема; б - общий видПорядок выполнения работы
2 Выбрать по таблице 1 условия измерения твердости, т.е. диаметр шарика D, нагрузку на шарик Р и время выдержки шарика под нагрузкой t. Прежде чем… а) вид испытуемого металла (черный или цветной); б) в каком интервале находится твердость испытуемого металла (оценить, какой металл поступил на испытание: твердый,…Содержание отчета
1. Цель работы
2. Схема измерения твердости методом Бринелля
3. Условия выбора диаметра шарика, нагрузки и времени выдержки
4. Результаты расчета твердости. Сравнение результатов расчета и табличных величин
3. Выводы по работе
Измерение твердости по Польди
Цель работы. ознакомиться с устройством и работой прибора Польди; приобрести навыки измерения твердости по Польди.
Краткие сведения из теории
Рисунок 4 – Схема прибора ПольдиОборудование и материалы
Прибор Польди. Эталонный образец. Молоток. Наковальня. Образцы металла для измерения твердости. Отсчетный микроскоп (лупа Бринелля).
Порядок выполнения работы
2 Вставить эталонный образец между шариком и бойком прибора. 3 Проверить подготовку поверхности испытуемого образца. Она должна быть… 4 Положить испытуемый образец на наковальню.Содержание отчета
1. Цель работы
2. Схема определения твердости по Польди.
3. Область применения испытаний методом Польди
4. Сравнение результатов полученных методами Бринелля и Польди. Относительное погрешность метода Польди
Измерение микротвердости
Цель работы. ознакомиться с устройством прибора ПМТ-3 и порядком измерения микротвердости материалов с его помощью. Испытание на микротвердость применяется для определения твердости объектов, которые не могут быть испытаны обычными…Оборудование и материалы
Основание 1 (рис. 5) прибора имеет стойку 2, по которой гайкой 3 при ослабленном винте 4 можно перемещать кронштейн 5 с тубусом 6 микроскопа.… Рис.5 Прибор ПМТ-3 Для нагружения применяются специальные грузы в форме шайб с вырезом весом 2, 5, 10, 20, 50, 100 и 200 г. При испытании…Порядок выполнения работы
2. Навести на фокус поверхность образца (шлифа) 1 вращением винтов 7 и 8 (рис. 5) макроподачи и микроподачи. 3. Установить на резкость нити окулярного микрометра вращением глазной линзы… 4. Вращением барабана 21 установить двойной штрих (перекрестие нитей) окулярного микрометра в центре поля зрения на…Определение твердости
, Чтобы не прибегать к длительным вычислениям твердости по приведенной выше… Например, если указанная выше длина диагонали отпечатка 39 мкм была получена при нагрузке 100 г, то по таблице 2 для…Центрирование прибора
Центрировать прибор необходимо для того, чтобы отпечаток алмазной пирамиды получался при испытании точно в том месте образца, которое выбрано для… Для центрирования прибора необходимо: 1. Двойной штрих (перекрестие нитей) окулярного микрометра установить в центре поля зрения на делении 4 шкалы (рис. 7,…Содержание отчета
1. Цель работы
2. Схема измерения микротвердости на приборе ПМТ-3
3. Определение значения микротвердости расчетным путем и сравнение полученной величины с табличным значением
4. Область применения; индентор для измерения микротвердости.
|
| а – перекрестие нитей окулярного микрометра установлено в центре поля зрения микроскопа на делении 4; 6 – место желательного нанесения отпечатка на предмете подведено путем перемещения столика двумя винтами под перекрестие нитей; в – нанесенный отпечаток х расположился в стороне от перекрестия; г – отпечаток х подведен к перекрестию центрировочными винтами; д – установлено прежнее место для испытания на предмете; е – вновь сделанный отпечаток у расположился в перекрестии нитей и на выбранном месте предмета. Рис. 7. Центрирование прибора ПМТ-3: |
Таблица 2
Числа твердости в кг/мм.2 при испытании алмазной квадратной пирамидой с двугранным углом при вершине 136° для нагрузки Р, равной 100 г
| d мкм | I | ||||||||||
| — 74,2 51,5 37,8 29,0 22,9 18,5 15.3 12,9 11,0 9,46 8,24 7,24 6,42 5,72 5,14 4,64 4,20 3,83 3,50 3,22 2,97 2,74 2,54 2,36 2,21 2,06 | — 71,3 49,8 36,8 28,3 22,4 18,2 15,1 12,7 10,8 9,33 8,13 7,15 6,34 5,66 5,08 4,58 4,16 3,80 3,48 3,19 2,94 2,72 2,53 2,35 2,19 — | — 68,6 47,8 35,8 27,6 21,9 17,8 14,7 12,5 10,6 9,20 8,03 7,07 6,27 5,60 5,03 4,54 4,12 3,76 3,44 3,17 2,92 2,70 2,51 2,33 2,18 — | — 66,0 46,7 34,8 26,9 21,4 17,5 14,5 12,3 10,5 9,07 7,92 6,98 6,20 5,54 4,98 4,50 4,08 3,74 3,42 3,14 2,90 2,68 2,49 2,32 2,16 — | — 95,8 63,6 45,3 33,9 26,3 21,0 17,1 14,3 12,1 10,3 8,94 7,82 6,90 6,13 5,48 4,93 4,46 4,06 3,70 3,38 3,11 2,87 2,66 2,47 2,30 2,15 — | 91,6 61,3 43,9 33,0 25,7 20,5 16,8 14,0 11,9 10,2 8,82 7,72 6,81 6,06 5,42 4,88 4,42 4,02 3,66 3,36 3,09 2,85 2,64 2,45 2,28 2,13 — | 87,6 59,1 42,6 32,1 25,1 20,1 16,5 13,8 11,7 10,0 8,70 7,62 6,73 5,99 5,36 4,83 4,38 3,98 3,64 3,34 3,06 2,83 2,62 2,43 2,27 2,12 — | 84,0 57,1 41,3 31,3 24,5 19,7 16,2 13,5 11,5 9,88 8,58 7,52 6,65 5,92 5,30 4,78 4,32 3,94 3,60 3,30 3,04 2,81 2,60 2,42 2,25 2,10 — | 80,5 55,1 40,1 30,5 24,0 19,3 15,9 13,3 11,3 9,74 8,47 7,43 6,57 5,85 5,25 4,73 4,28 3,90 3,56 3,28 3,02 2,79 2,58 2,40 2,24 2,09 — | 77,2 53,3 39,0 29,7 23,4 18,9 15,6 13,1 11,1 9,60 8,35 7,34 6,49 5,79 5,19 4,68 4,24 3,86 3,54 3,24 2,99 2,76 2,56 2,38 2,22 2,07 — |
4 Измерение твердости по Роквеллу (ИСО 6508–86)
Цель работы. ознакомиться с устройством и работой прибора Роквелла, приобрести практические навыки измерения твердости по Роквеллу.
Краткие сведения из теории
Рисунок 8 - Схема измерения твердости по РоквеллуПорядок выполнения работы
1. Ознакомиться с описанием прибора Роквелла.
2. Установить, в каком интервале находится твердость испытуемого металла.
3. Выбрать по таблице 1 условия измерения твердости (шкалу отсчета), вид наконечника и нагрузку Р.
4. Настроить твердомер для испытания.
5. Провести испытания. На образце определить 5 замеров твердости.
6. Перевести полученные числа твердости по Роквеллу в числа твердости по Бринеллю.
Содержание отчета
1. Цель работы
2. Схема испытания по Роквеллу
3. Выбор данных для настройки твердомера; область применения метода Роквелла
Приложение 1
Сравнительные значения твердости, измеренные различными методами
| P = 30000 H D = 10 мм t = 10-15 с | Твердость по Роквеллу | Твердость по Виккерсу, МПа | Временное сопротивление, sВ, МПа | |||
| Диаметр отпечатка, мм | Твердость по Бринеллю НВ | HRC | HRA | HRB | (углеродистые стали) | |
| 2,20 | - | - | ||||
| 2,30 | 85,5 | - | - | |||
| 2,40 | 83,5 | - | - | |||
| 2,50 | 81,0 | - | 74,60 | - | ||
| 2,60 | 79,0 | - | - | |||
| 2,70 | 77,0 | - | - | |||
| 2,80 | 75,5 | - | ||||
| 2,90 | 73,5 | - | ||||
| 3,00 | 72,5 | - | ||||
| 3,10 | 71,0 | - | ||||
| 3,20 | 70,0 | - | ||||
| 3,30 | 68,0 | - | ||||
| 3,40 | - | |||||
| 3,50 | 67,0 | - | ||||
| 3,60 | 65,5 | - | ||||
| 3,70 | 64,5 | - | ||||
| 3,80 | 63,5 | - | ||||
| 3,90 | 62,5 | |||||
| 4,00 | 61,5 | |||||
| 4,05 | 61,0 | |||||
| 4,10 | 60,0 | |||||
| 4,15 | 59,5 | |||||
| 4,20 | 59,0 | |||||
| 4,25 | 58,0 | |||||
| 4,30 | 57,0 | |||||
| 4,35 | - | |||||
| 4,40 | - | - | ||||
| 4,45 | - | - | ||||
| 4,50 | - | - | ||||
| 4,55 | - | - | ||||
| 4,60 | - | - | ||||
| 4,65 | - | - | ||||
| 4,70 | - | - | ||||
| 4,75 | - | - | ||||
| 4,80 | - | - | ||||
| 4,90 | - | - | ||||
| 5,00 | - | - | ||||
| 5,05 | - | - | - | |||
| 5,10 | - | - | - | |||
| 5,15 | - | - | - | |||
| 5,20 | - | - | - | |||
| 5,25 | - | - | - | 462,5 | ||
| 5,30 | - | - | - | |||
| 5,35 | - | - | - | |||
| 5,40 | - | - | - | |||
| 5,45 | - | - | - | |||
| 5,50 | - | - | - | 417,5 | ||
| 5,55 | - | - | - | 412,5 | ||
| 5,60 | - | - | - | |||
| 5,65 | - | - | - | |||
| 5,70 | - | - | - | |||
| 5,75 | - | - | - | |||
| 5,80 | - | - | - | |||
| 5,85 | - | - | - | |||
| 5,90 | - | - | - | |||
| 5,95 | - | - | - | |||
| 6,00 | - | - | - |
Контрольные вопросы по методам определения твердости
1. Что называется твердостью металла?
2. Сущность метода определения твердости по Роквеллу.
3. В каких случаях в качестве индентора применяется стальной шарик или алмазный конус?
4. Привести формулы, по которым определяется твердость по шкалам А, С и В.
5. Обозначение числа твердости по Роквеллу при измерении по шкалам А, В, С.
6. Величина предварительной Р0 и общей нагрузки Р при определении твердости по Роквеллу по разным шкалам.
7. Угол при вершине алмазного конуса и диаметр шарика, применяемые на приборе Роквелла.
8. Какая связь между твердостью и другими механическими свойствами?
9. Назначение пресса и лупы Бринелля.
10. Какова предельная твердость испытуемого металла при определении твердости по Бринеллю и почему данным методом нельзя испытывать металлы, имеющие твердость больше предельной?
11. Что характеризует твердость металла и какова ее размерность при испытании по Бринеллю?
12. Форма наконечника при определении твердости по Бринеллю.
13. Формула для определения твердости по Бринеллю.
14. Диаметры шариков, мм, применяемых при испытании по Бринеллю.
15. Нагрузка, применяемая при испытании по Бринеллю.
16. Выдержка шарика под нагрузкой при определении НВ черных и цветных металлов.
17. Соотношение между нагрузкой Р и диаметром шарика D при испытании по Бринеллю черных и цветных металлов.
18. Методика определения твердости по Польди.
19. Формула для определения твердости методом Польди.
20. Устройство и работа прибора Польди.
21. Достоинства, недостатки и область применения метода Польди.