ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Визначення твердості за Роквеллом (HRA, HRB, HRC)

12 3 4 5 6

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З РОЗДІЛУ

“МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО”

Для студентів усіх спеціальностей

КИЇВ-2003

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”

Затверджено

На засіданні кафедри

Лазерної технології,

конструювання машин

та матеріалознавства

протокол № від 24.12.2003.

Методичні вказівки

До лабораторних робіт з розділу

“Матеріалознавство”

Для студентів усіх спеціальностей

Київ-2003

Методичні вказівки до лабораторних робіт з розділу “Матеріалознавство” для студентів усіх спеціальностей / Укл. Ю.В. Ключников, Ю.Г. Коваль, А.М. Лутай, О.Т. Сердітов, В.В. Хільчевський – Київ: КПІ, 2003, - с/

Укладачі: Ю.В. Ключников

Ю.Г. Коваль

А.М. Лутай

О.Т. Сердітов

В.В. Хільчевський

Відповідальний редактор Ю.В. Ключников

Рецензент Л.Ф. Головко

Верстка: О.О. Ксьонз

Лабораторна робота № 2

ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ МАТЕРІАЛІВ

Мета роботи: навчитися самостійно проводити випробування матеріалів на твердість за Роквеллом, Брінеллем та Віккерсом.

Теоретичні відомості

Твердістю називається властивість матеріалу чинити опір пластичній деформації при вдавлюванні в його поверхню більш твердого тіла, яке називають індентором.

Вимірювання твердості дозволяє перевірити правильність проведення термічної обробки, визначає можливість спрацювання деталі, можливість механічної обробки. Між твердістю деяких металів та іншими механічними властивостями (головним чином, міцністю) існує кількісна залежність. Оскільки при вимірюванні твердості в більшості випадків деталі не руйнуються, то ці вимірювання можна застосовувати для суцільного контролю деталей, в той час як визначення характеристик міцності проводять у якості вибіркового контролю. Можливість оцінки зазначених характеристик матеріалу за вимірюванням твердості, поряд з простотою та швидкістю вимірювання, зробили цей метод широко розповсюдженим у заводській практиці та лабораторних дослідженнях.

У залежності від форм індентора (куля, конус, піраміда) та вимірюваної величини (відношення навантаження до площі поверхні отриманого відбитка, глибини вдавлювання) розрізняють три види визначення твердості матеріалу.

1. Визначення твердості за Брінеллем(НВ)

У плоску поверхню металу на пресах Брінелля вдавлюють під сталим навантаженням Р загартовану кульку діаметром D. Після зняття навантаження залишається відбиток у вигляді сферичного сегмента (мал. 1) діаметром d.

Мал. 1

Твердість за Брінеллем визначають як відношення прикладеного навантаження до площі поверхні отриманого відбитка F:

, МПа (1)

При різній глибині вдавлювання кульки не існує відповідності між прикладеними навантаженнями і діаметром отриманого відбитка для одного і того ж матеріалу, тому для матеріалів з різною твердістю (наприклад, чавун, сплави алюмінію) вимірювання проводять при певних відношеннях P/D²=const. Діаметри кульок беруть 10, 5 і 2,5 мм. Навантаження визначають виходячи з умов за табл.1.

Таблиця 1

Товщина зразка, мм	Діаметр кульки, мм	Навантаження, H
чавун, cтaль	мідь, лaтунь бpoнзa	сплави алюмінія, свинцю, олова
більше 6
від 6 дo 3
менше 3	2,5

Діаметр відбитка вимірюють за допомогою лупи, на окулярі якої нанесена шкала з поділками у десятих частках міліметра. Вимірювання здійснюють з точністю до 0.05 мм у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Для визначення твердості слід приймати середнє з отриманих величин. За значенням d за формулою (1) або у відповідній таблиці знаходять число твердості в МПа.

Недоліки методу:

1.Неможливо вимірювати твердість високотвердих матеріалів (НВ 4500 )з причини пружної деформації кульки.

2. Неможливо вимірювати твердість тонкого поверхневого шару (товщиною менше 1-2 мм).

3. Не рекомендують вимірювати твердість готових виробів.

Результати вимірювання твердості записати в табл.2.

Визначення твердості за Роквеллом (HRA, HRB, HRC)

У якості інденторів використовують алмазний твердосплавний конус та стальну кульку діаметром D=1.588 мм. Алмазний конус застосовують для матеріалів високої твердості, а кулька - для низької. Твердість визначають за глибиною відбитка.

Індентори вдавлюють послідовними навантаженнями: попереднім Р0= 100 Н і основним. Попереднє навантаження здійснюють для того, щоб усунути вплив пружної деформації та різної шорсткості поверхні зразків на результати вимірювання.

Основне навантаження беруть: Р1= 900 Н для кульки і відлік твердості проводять за шкалою В; Р1=1400 Н для алмазного конуса – відлік за шкалою С; Р1=500 Н для алмазного конуса при дуже твердих і більш тонких матеріалах - відлік за шкалою А. Твердість за Роквеллом вимірюють в умовних одиницях. Шкали А і С показують значення твердості, які дорівнюють 100-е; шкала В показує значення твердості, як дорівнюють 130-е, де , при цьому h - глибина вдавлювання індентора. Числа HRA можна перевести на числа HRC за формулою:

HRC = 2 HRA - 104.

Твердість потрібно вимірювати не менш ніж у трьох точках. Для обчислення приймають середнє значення результатів другого і третього вимірювань.

Результати вимірювання твердості записати в табл.2.

Таблиця 2

Матеріал	Прилад	Тип та хар-ка індентора	Величина навантажен- ня, Н	Шкала	Діаметр відбитка, мм	Товщина зразка, мм	Середнє число твердості
Сталь 20	Роквелл	Алмазний конус		C	___	___	HRC
Сталь 45	Роквелл	Алмазний конус		C	___	___	HRC
Сталь У8	Роквелл	Алмазний конус		C	___	___	HRC
Алюміній	Роквелл	Кулька D=1,588 мм		B	___	___	HRB
Мідь	Роквелл	Кулька D=1,588 мм		B	___	___	HRB
Латунь	Брінелль	Кулька D=10 мм		___	3,5	>6	HB

12 3 4 5 6