20760

Определение твердости металлов По Бринеллю и Роквеллу

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Лабораторная работа № 1 Тема: Определение твердости металлов По Бринеллю и Роквеллу Выполнил: Учащийся гр. Цель работы: ознакомиться с методами и способами испытаний твердости металлов. Методы измерения твердости: статического и ударного вдавливания царапин отскока и другие. Таблица 1 Сравнительные значения твердости...

Русский

2013-08-01

237.6 KB

62 чел.

Управление образования Могилёвского облисполкома

Учреждение образования ,, Мстиславский государственный строительный

профессионально – технический колледж”.

Лабораторная работа № 1

Тема:  «Определение твердости металлов

По Бринеллю и Роквеллу»

                                                                                                                Выполнил:

                                                                                                Учащийся гр. 11ТЭА

                                                                                                Бобков А.И.

                                                                                                Проверил:

                                                                                                Демченко Д. В.  

Мстиславль 2011г.


      Цель работы: ознакомиться с методами и способами испытаний   твердости металлов.

               Оборудование и материалы. Твердомеры Бринелля и Роквелла, лупа Бринелля; образцы для испытаний из мало-, средне- и высокоуглеродистых сталей в отожженном и закаленном состояниях.

              Общие сведения

              Твердость — способность материала сопротивляться упругопластической деформации при внедрении в него более твердого тела. Методы измерения твердости: статического и ударного вдавливания, царапин, отскока и другие. Твердость материала оценивают различными критериями и сравнивают по графикам (рис.1) или (табл.1).

Таблица 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 ст., МПа

Диаметр отпе-

чатка, мм

Твердость по Бри-

неллю НВ

HRCj

HRA

HRB

(углеродистые стали)

1

2

3

4

5

6

7

2.20

480

72

89

12240

2.25

745

70

87

11160

2.30

712

68

85.5

10220

2.35

682

66

84.5

9410

2.40

653

64

83.5

8680

2.45

627

62

82.5

8040

2.50

601

60

81.0

7460

2.55

578

58

80.0

6940

2.60

555

56

79.0

6490

2.65

534

54

78.0

6060

2.70

514

52

77.0

5870

2.75

495

50

76.0

5510

1780

2.80

477

49

75.5

5340

1720

2.85

461

48

74.5

5020

1650

2.90

444

46

73.5

4730

1600

2.95

429

45

73.0

4500

1550

3.00

415

44

7205

4350

1490

3.05

401

42

71.5

4120

1440

3.10

388

41

71.0

4010

1395

3.15

375

40

70.5

3900

1350

3.20

363

39

70.0

3800

1305

3.25

352

38

69.0

3610

1265

3.30

341

37

68.0

3440

1225

3.35

331

36

68.5

3350

1195

3.40

321

35

68.0

3200

1155

3.45

311

34

67.5

3120

1115

3.50

302

33

67.0

3050

1085

3.55

293

31

66.0

2910

1055

3.60

286

30

65.5

2850

1030

3.65

277

29

65.0

2780

995

3.70

269

28

64.5

2720

970

3.75

262

27

64.0

2610

945

3.80

255

26

63.5

2550

920

3.85

248

25

63.0

2500

895

3.90

241

24

62.5

100

2400

870

3.95

235

23

62.0

99

2350

845

4.00

228

22

61.5

98

2260

825

4.05

223

21

61.0

97

2210

800

4.10

217

20

60.0

97

2170

780

4.15

212

19

59.5

96

2130

760

4.20

207

18

59.0

95

2090

745

4.25

202

16

58.0

94

2010

720

4.30

196

12

57

93

1970

705

4.35

192

11

92

1900

690

4.40

187

91

1860

675

4.45

183

96

1830

660

4.50

179

99

1770

640

4.55

174

87

1740

625

4.60

170

86

1710

610

4.65

166

85

1650

600

4.70

163

84

1620

585

4.75

159

83

1590

575

4.80

156

82

1540

56.0

4.85

153

81

1520

55.0

4.90

149

80

1490

53.5

4.95

146

78

1470

52.5

5.00

143

76

1440

51.0

5.05

140

76

50.0

5.10

137

75

49.5

5.15

134

74

48.6

5.20

131

72

47.0

5.25

128

71

46.25

5.30

126

69

45.0

5.35

124

69

44.0

5.40

121

67

43.5

5.45

118

66

42.5

5.50

116

65

41.75

5.55

114

64

41.25

5.60

112

62

40.5

5.65

109

61

39.0

5.70

107

59

38.5

5.75

105

58

38.0

5.80

103

57

37.0

5.85

101

56

36.5

5.90

99

54

35.5

5.95

97

53

35.0

6.00

96

52

34.5

                                                                                                                                 

Рис.1.Сравнительные значения твердости,

измеренные различными методами

В инженерной практике распространение получили методы вдавливания в

поверхность исследуемого материала другого более твердого тела (наконечника-индентора) определенной формы. О твердости материала судят по величине отпечатка — чем мягче материал, тем больше отпечаток от наконечника.

1. Измерение твердости материалов по Бринеллю (ГОСТ 9012-59)

Испытываемую деталь (образец) устанавливают на столик твердомерами подводят ее к индентору до упора, выбирая люфт. Индентором может быть стальной закаленный шарик или шарик из твердого сплава диаметром 2) (1; 2; 2,5; 5; 10 мм).

На шарик диаметром В действует усилие Р, от которого шарик вдавливается в поверхность испытуемого материала за период времени ( (рис.2)

Рис.2. Схема испытания твердости по Бринеллю (а), и измерение диаметра отпечатки (б)

Приложение и снятие нагрузки происходит автоматически при нажатии пусковой кнопки прибора. По диаметру полученной лунки й определяют твердость по Бринеллю НВ. Измерение d  проводят лупой с точностью  + 0,05 мм.

Твердость  по   Бринеллю    —   это

отношение усилия Р к площади поверхности  А  полученного сфе -     рического отпечатка

HB (HBW) = P/A

Площадь поверхности сферического отпечатка (мм2) рассчитывается по формуле

                                                                                                                                                где dср — среднеарифметическое из двух измерений диаметра отпечатка, сделанных в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Тогда

Усилие вдавливания Р, диаметр шарика В и время испытаний I выбирают в зависимости от материала по таб.2 и 3.

Таблица 2

Примеры выбора времени загрузки

В зависимости от твердости материала используемого образца

Твердость по Бринеллю НВ (HBW)

кгс/мм2 (МПа)

Прололжительность выдержки t? C

до10 (100)

св. 10 до35 (св. 100 до 350)

св. 35 до 100 (св. 350 до 1000)

св. 100 (св. 1000)

180

1230

30

10-15

Таблица3

Примеры выбора диаметра шарика в зависимости

от усилия вдавливания

Диаметр шарика (2, мм).

Усилие P , Н

1,0

от 10 до 300

2,0

от 40 до 1180

2,5    

от 61 до 1840

5,0

от 245 до 7350

10,0

от 980 до 29400

Испытание считается действительным, если диаметр отпечатка лежит в пределах 0,24D <d< 0,6D. В других случаях испытания требуют корректировки в соответствии с ГОСТ 9012-59.

Метод Бринелля позволяет измерять твердость в пределах от 8 до 450 единиц НВ стальным закаленным шариком и от 450 до 650 — шариком из твердого сплава.

Если при испытаниях Р = 3000 кгс, диаметр шарика D= 10 мм и продолжительность выдержки испытательного усилия I от 10 до 15 секунд получена твердость 200 кгс/мм2, то твердость обозначается 200 НВ.

Во всех остальных случаях, связанных с изменением условий измерения твердости, в обозначении обязательно указываются используемые диаметр шарика, нагрузка и время выдержки.

Например, 200 НВ 5/750/20, где 1> = 5 мм; Р = 750 кгс; I = 20 с; 200 — расчетное значение твердости.

При измерении твердости шариком из твердого сплава, твердость обозначается НBW/(500 НВW).

2. Измерение твердости материалов по Роквеллу (ГОСТ 9013-59).

Для вдавливания в материал используют индентор в виде алмазного или твердосплавного конуса с углом при вершине 120°, а также закаленного шарика диаметром 1,588 мм. Применение различных инденторов и усилий вдавливания позволяет использовать 9 способов измерения твердости по Роквеллу, которые обозначаются НRА, НRВ, НRСЭ, НRD, НRЕ, НRF, НRG, НRН, НRК.

Шариковый индентор используется для измерения твердости металлов до 250 НВ. Индентор в виде алмазного конуса используется для измерения твердости закаленных сталей и доугих очень твердых материалов. Применяемые/на практике характеристики измерения твердости способами Роквелла приведена в табл.4

Таблица 4

Выбор наконечника и нагрузки для измерения твердости по Роквеллу .

Обозначение твердости по Роквеллу

Индентор

Общее усилие испытательной нагрузки, Р1 + Р0 Н

Измеряемая твердость (ориентир) по Виккерсу, МПа

Допускаемый интервал измеряемой твердости по шкале прибора Роквелла

НRВ

НRCэ

НRА

Стальной шарик

Алмазный конус Алмазный конус

1000

1500

600

600-2400

2400-9000

3900-9000

25-100

20-67

70-85

Рис.3. Схема измерения твердости на твердомере Роквелла

Твердость по Роквеллу определяют расстоянием, которого вершина индентора при  вдавливания не достигла условного уровня проникновения (0,2 мм) принимаемого за нуль твердости (рис.3).

Последовательность операций пои измерении твердости на твердомере Роквелла приведена на рис.3.

1. Включить прибор и установить деталь (образец) на столик. Стрелки индикатора прибора находятся в произвольном положении.

2.Подвести деталь к наконечнику с помощью телескопического подъемника таким образом, чтобы, указатель маленькой
стрелки индикатора совместился с красной точкой на его циферблате. На образец действует сила вдавливания Р0 = 980 Н. Индикатор внедряется на глубину

Поворотом внешнего кольца индикатора устанавливаем нулевое деление шкалы С подвижного циферблата напротив указателя большой стрелки. Прибор готов, к измерению твердости.

3.Включаем автоматическое нагружение основным усилием Р1. От воздействия общего усилия Р0 + P1 стрелки индикатора приходят в движение.

4.После автоматического отключения основного усилия Р1 по указанию большой стрелки фиксируется твердость на циферблате, измеряемая индентором, который находится на глубине h.

5.Опускаем столик с помощью телескопического устройства и снимаем образец.

Примечания:

--твердость измеряется на поверхности очищенной от ржавчины, загрязнений, окалины;

--измерения проводятся не менее трех раз и принимают среднее значение;

--твердость по Роквеллу обозначают с учетом условий измерения: 58 НRСЭ; 73 НRА; 85 НRВ;

--расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно быть не менее четырех их диаметров, но не менее 2 мм.

Вывод : В данной лабораторной работе  я изучил методы и способы испытаний твердости металлов по Роквеллу и Бринеллю.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36897. Адміністрування локальної мережі з використанням FRIENDLY PINGER 1.75 MB
  ІНСТРУКЦІЯ до проведення лабораторної роботи №19 Адміністрування локальної мережі з використанням FRIENDLY PINGER Предмет: Комп’ютерна практика Автор і дата затвердження програми: Новиченко В. Київ Лабораторна робота № 19 Адміністрування локальної мережі з використанням FRIENDLY PINGER 1 Мета роботи Ознайомитись з можливостями програми FRIENDLY PINGER призначеної для адміністрування моніторингу й інвентаризації комп'ютерних мереж. Побудувати топологію локальної мережі згідно з варіантом завдання 2. Сучасні комп’ютерні мережі.
36898. Исследование характеристик усталостной прочности конструкционных материалов при циклических испытаниях 730.5 KB
  Цель работы: Ознакомиться с проблемой усталости авиационных конструкций; параметрами характеризующими цикл нагружения; существующими разновидностями цикла напряжения; характеристиками сопротивления усталости при регулярном напряжении; кривой усталости. ВОПРОСЫ Перечислить основные этапы в гражданской авиации которые связаны с проблемой усталости конструкции самолета. Чем они характеризуются Дать определение...
36899. Ознакомление с работой на учебной микро-ЭВМ 171.73 KB
  Задание 1 Краткое назначение блоков структурной схемы микроЭВМ БП – блок микропроцессора и схем обрамления обеспечивающих его работу формирующий МД МА и сигналы управления микроЭВМ. БУ – блок управления режимами работы МП. БИСМ – блок индикации состояния магистралей. БУКП – блок управления картой памяти.
36900. Изучение принципа работы ОЗУ 356.65 KB
  Изучение принципа работы ОЗУ Цель работы: исследование принципа работы ОЗУ и мультиплексного способа организации общей шины. Задание 1 УГО ОЗУ в соответствии с рисунком 1 А0А3 – адресные входы; CS – выбор микросхемы; W R – запись считывание; DIO1DIO8 – совмещенные информационные вводывыводы Рисунок 1 Задание 2 Провести очистку ячеек памяти ОЗУ по адресам 0 1 2 3 4 D E F Задание 3 Записать 10 8 по адресам 6 11 считать записанную информацию Задание 4 Составить алгоритм работы ОЗУ Алгоритм работы ОЗУ в соответствии с рисунком 2...
36901. КОНТРОЛЬ РАЗМЕРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ 353 KB
  Цель работы приобрести первичные практические навыки в выполнении измерений с помощью различных универсальных измерительных средств приобрести навыки в оценке годности детали по линейным размерам I. С помощью выбранных универсальных измерительных средств определить действительные размеры проверяемой детали результаты занести в столбцы 712 таблицы 1 и дать заключение о ее годности. Варианты заданий Номер Контролируемые параметры детали образцов А1 А2 А3 А4 А5 А6 А7 1 130 4011 30 50 185H9 32h12 34h8 2 130 395h9 30 50 185D10...
36902. Изучение среды и простейших элементов 405.5 KB
  Домашнее задание выполняется по различным вариантам. В данном варианте меняется только цвет фона всей формы и цвет фона окна Text3. Варианты индивидуальных заданий. Разработать Windowsприложение вычисления значения функции у средствами Visul Bsic Вариант №1 у = b^2 c^2 –t^2 Вариант №2 y = bc^3 – c t^2 Вариант №3 y = b^3 c t^2 Вариант №4 y = c3 t c^2 Вариант №5 y = c^2 b t^2 Вариант №6 y = tk^5 c b^3 Вариант №7 y = c^3 t^2 b^5 Вариант №8 y = c^2 t b^2 Вариант №9 y = c^3 t b^2...
36903. Разработка приложений с разветвляющимися алгоритмами 359 KB
  Lbel1 Cption При х = Lbel2 Cption Функция вычисляется по формуле: Lbel3 Cption Получен результат Y = Lbel4 Cption Lbel5 Cption Лабораторная работа 2.Вариант 37 Text1 Text Text2...
36904. Изучение основных явлений поляризации света 483 KB
  Изучение основных явлений поляризации света. Цель работы: Получение и исследование поляризованного света и исследование свойств обыкновенных и необыкновенных лучей полученных с помощью двояко преломляющего кристалла. Принципиальная схема установки или её главных узлов: 1 упражнение: 2 упражнение: ИС – источник света; ИС – источник света; П – поляроид 1поляризатор; Д...
36905. Изучение физических явлений, лежащих в основе работы полупроводникового фотоэлемента с запирающим слоем, определение зависимости фототока от освещенности, снятие ширины запрещенной зоны полупроводника 713 KB
  Цель работы: Изучение физических явлений лежащих в основе работы полупроводникового фотоэлемента с запирающим слоем определение зависимости фототока от освещенности снятие ширины запрещенной зоны полупроводника. На рисунке выше Ес – энергия дна свободной зоны Ев – энергия потолка валентной зоны; Fм Fп – уровни Ферми металла и полупроводника Ам Ап – работы выхода электрона из металла и полупроводника. Если уровень Ферми изолированного металла Fм лежит выше уровня Ферми полупроводника Fп – т. Ам Ап то в первый момент их...