ЗАРИСУЙТЕ структуры чугунов и сталей
3. ЗАРИСУЙТЕсхему металлографического микроскопа и ОПИШИТЕ его работу
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5
ОЗНАКОМЛЕНИЕ С МЕТОДИКОЙ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО РОКВЕЛЛУ И БРИНЕЛЛЮ
Цель:научиться определять твердость металлов различными способами.
Оборудование:твердомер Бринелля; твердомер Роквелла; образцы в виде пластин или дисков из различных металлов; таблицы показателей механических свойств металлов и сплавов.
Время на проведение работы – 2 часа
Задание:
1. Изучите методику определения твердости по Бринеллю иРоквеллу.
2. Определите твердость металлов и сплавов различнымиспособами.
3. Составьтеотчетоработепоформе1.
Подготовительные работы
Заранее подготавливают образцы различных металлов и сплавов, твердость которых будут определять. Образцы изготавливают в виде пластин или дисков с параллельными плоскостями. Толщина пластин или дисков зависит от предполагаемой твердости металла. Так, толщина образцов из мягких сталей, алюминия, меди должна быть не меньше 6 мм, из других сталей, дюралюмина, силуминов, никеля, бронз, латуней – не менее 4мм.
Поверхность образцов очищают от окалины и других посторонних веществ. На ней не должно быть вмятин, следов от ударов, раковин.
Содержание работы
Твердостью металла называют его способность сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Твердость металлов определяют, замеряя деформации в поверхностном слое металла при вдавливании в него шарика или индикатора (деталь в виде острия) под действием регламентированнойнагрузки.
|
|
|
Определение твердости по Бринеллю.Твердость металла по Бринеллю оценивают по диаметру отпечатка на поверхности испытуемого металла, оставленного вдавливаемым шариком.
Твердость определяют с помощью твердомера Бринелля (рис. 1).
Испытуемый образец 8 кладут на рабочий стол твердомера 9 так, чтобы центр отпечатка отстоял от края образца не менее чем на 2,5 диаметра предполагаемого отпечатка (для меди и алюминия 3,0d), а расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно быть не менее 4,0d, а для меди и алюминия 6,0d. Вращением рукоятки 12, насаженной на червячный вал редуктора 11, поднимают стол 9 с образцом 8. При этом шарик наконечника вдавливается в поверхностный слой образца 8. Одновременно наконечник через поршень 6 сжимает в гидроцилиндре 5 масло, давление в котором определяют по манометру 4 .
Шарики наконечника - съемные, изготовлены из термически обработанной стали с твердостью, определенной по методу Виккерса не менее HV 850. Диаметр применяемых шариков 2, 5 и 10 мм. Для образцов, толщина которых указана в описании подготовительных работ, используют шарики диаметром 10 мм.
|
|
|
 |
Рисунок 1 – Твердомер Бринелля
Загружают образец равномерно, что достигается плавным вращением рукоятки со скоростью примерно один оборот в секунду. После того как нагрузка достигнет требуемой величины, ее выдерживают определенное время. Размер нагрузки и время выдержки под нагрузкой образца зависит от твердости металла и толщины испытуемого образца (табл. 1).
Рисунок 1 – Твердомер Бринелля
1- станина; 2 - колонна; 3- консоли;4 - манометр; 5 - гидроцилиндр;6 - поршень; 7- сменный наконечник;8 - испытуемый образец; 9-рабочий стол; 10-червячный винт; 11-червячный редуктор; 12 – рукоять.
Таблица 1- Размер нагрузки и время выдержки под нагрузкой при диаметре шарика 10 мм
| Материал | Интервал твердости в числах Бринелля | Нагрузка на шарик P, кгс | Выдержка под нагрузкой, с |
| Черные металлы (мягкие стали) | 140 | 1000 | 10 |
| Черные металлы (мягкие стали) | 140-450 | 3000 | 10 |
| Никель, дюралюмины, силумины, латуни, бронзы | 35-130 | 1000 | 30 |
| Алюминий, медь | 8-35 | 250 | 60 |
Нагрузку на образец определяют по показанию манометра 4, который в некоторых случаях градуирован на величину нагрузки в кгс. Требуемое показание манометра устанавливают поформуле:M=P/Fп, (1)
|
|
|
где M – показание манометра, кгс/см; Р – требуемая нагрузка по таблице 1, кгс; Fп –
площадь поршня цилиндра, см2.
После того как время выдержки истечет, нагрузку снимают, вращая рукоять 12 в обратном направлении. Образец снимают со стола 9 и замеряют диаметр отпечатка отсчетным микроскопом, который входит в комплект прибора. Замер производят с погрешностью не более 0,01 мм. Твердость металла характеризуется числом твердости по Бринеллю НВ, которое определяют по формуле:
где Р – усилие, действующее на шарик, кг; S- площадь поверхности отпечатка, мм; D- диаметр шарика, мм.;
d – диаметра отпечатка, мм; НВ – твердость по Бринеллю.
Например, при измерении твердости шариком диаметром 10 мм под нагрузкой 3000 кгс, выдерживаемой в течение10 с, число твердости по Бринеллю выражается символом НВ, например НВ 180. При других параметрах испытания их символ дополняется индексом. Например, НВ 5/750/30-200, что означает число твердости по Бринеллю 200 при испытании шариком диаметром 5 мм, под нагрузкой 750 кгс, приложенной в течение 30с.
К прибору Бринелля прилагается таблица, в которой число твердости по Бринеллю указано в зависимости от диаметра отпечатка и нагрузки. При наличии таких таблиц подсчеты по формуле (2) можно не делать.
|
|
|
Результаты испытания записывают в тетрадь по форме 1.
Форма 1
| Металл или сплав | Измерение твердости | ||||||||
| По Бринеллю | По Роквеллу | ||||||||
| диаметр вдавлива- мого шарика, мм | нагрузка, кгс | диаметр отпечатка на металле, мм | символ числа твердости | число твердости по Бринеллю | вид наконечника | общая нагрузка | символ числа твердости | число твердости по Роквеллу | |
Определение твердости по Роквеллу. Твердость металлов по Роквеллу оценивается глубиной проникновения в него наконечника (алмазного конуса или стального шарика), вдавливаемого с определенной силой. За условную единицу твердости по Роквеллу принята величина, соответствующая проникновению наконечника на 0,002 мм.
Твердость определяют на рычажном твердомере Роквелла (рис. 2).
Рис. 2 - Твердомер Роквелла:
1 – станина , 2 – колонны, 3 – груз, 4 – рычажное устройство, 5 – рукоять включения,
6 – индикатор, 7 – сменный наконечник, 8 – стальной шарик или индектор (алмазный конус), 9 – испытуемый образец, 10 – рабочий стол, 11 – маховик
Сменные наконечники 7 прибора оканчиваются стальным шариком диаметром 1,588
мм или индектором 8, представляющим собой алмазный конус.
На циферблате индикатора 6, по которому определяют число твердости, нанесены три шкалы: А, В, С. Шкала А служит для отсчетов при испытаниях алмазным конусом под общей нагрузкой 60 кгс. Число твердости в этом случае обозначается индексом НRA; пределы измерений НRA 70 – 90 единиц твердости. По шкалеСтвердость измеряют при том же наконечнике, но при общей нагрузке 150 кгс. Пределы измерений HRC 20 – 67. ШкалаВпредназначена для отсчетов при испытаниях шариком с общей нагрузкой 100 кгс. Пределы измерений по этой шкале НRB 25 –100.
Наименьшая цена деления индикатора на всех шкалах равна 0,5 единиц твердости, что соответствует проникновению на 0,001 мм.
Твердость определяют в такой последовательности. В зависимости от ориентировочно ожидаемой твердости металла вставляют наконечник 7 и подвешивают груз 3. Образец 9 устанавливают на рабочий стол 10 твердомера таким образом, чтобы расстояние от отпечатка до края и до предыдущего отпечатка было не менее 30 мм.
Общая нагрузка на наконечник Р складывается из предварительной Р0 и основной Р1. Предварительная нагрузка Р0, которая во всех случаях равна 10 кгс, создается путем приближения образца к неподвижному наконечнику с помощью вращения маховика 11.В этот момент, когда предварительная нагрузка достигнет 10 кгс, маленькая стрелка индикатора совпадет с красной точкой, нанесенной на его циферблате. Затем, вращая обойму индикатора, совмещают его большую стрелку с нулевой точкой.
После этого рукояткой 5 плавно отводят опоры от рычажного устройства 4, передавая тем самым нагрузку от груза 3 через рычажное устройство на наконечник 7. Проникновение индикатора 8 наконечника в образец фиксируется по одной из шкалиндикатора. Для этого через 1-3 с после резкого замедления движения стрелки индикатора снимают основную нагрузку. Отсчет берут при продолжающемся действии предварительной нагрузки. Погрешность отсчета не более +-0,5 единиц шкалы. Взяв отсчет, снимают предварительную нагрузку. Результаты испытания записывают в отчет по форме1.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Зарисуйте твердомер Бринелля
2.Опишите методику определения твердости по Бринеллю иРоквеллу
3.Запишите формулу числа твердости по Бринеллю НВ
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 624; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!