Презентация по курсу Материаловедение (металлообработка) для студентов ОО СПО "Испытание твердости"

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ

ГАОУ НПО «Профессиональное училище №3» г. Калуга

Практическая работа № по теме: «Механические свойства материалов»

Наименование работы:

Содержание отчета:
- Цель работы;
Краткие сведения о свойствах материалов;
Краткие сведения о механических свойствах материалов;
Понятие твердости;
Зарисовать схемы определения твердости: по Бриннелю; Роквеллу; по Виккерсу.
Выводы по результатам анализов;
Ответы на контрольные вопросы;

Основные механические свойства:
- прочность,
пластичность,
твердость,
ударная вязкость.

Внешняя нагрузка вызывает в твердом теле напряжение и деформацию.

Твердость – способность материала сопротивляться внедрению в него другого более твердого материала

Наибольшее применение получило измерение твердости вдавливанием в испытываемый металл индентора в виде шарика, конуса и пирамиды
(соответственно методы Бринелля, Роквелла и Виккерса).

В результате вдавливания достаточно большой нагрузкой поверхностные слои металла, находящиеся под наконечником и вблизи него, пластически деформируются.
После снятия нагрузки остается отпечаток. Величина внедрения наконечника в поверхность металла будет тем меньше, чем тверже испытываемый материал.
Таким образом под твердостью понимают сопротивление материала
местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более
твердого тела – индентора.

Для определения твердости металлов в испытуемое изделие вдавливается под действием нагрузки образец (шарик, конус, пирамидка) из более твердого материала в течение определенного времени.

В зависимости от вдавливаемого тела различают твердомеры:

по методу Бринелля;
по методу Роквелла;
по методу Виккерса;
универсальные и другие

Метод измерения твёрдости по Бринеллю [по имени шведского инженера Ю.А.Бринелля (J.A.Brinell)] - это способ определения твердости металлов и сплавов вдавливанием в испытываемую поверхность стального закалённого шарика диаметром 1; 2; 2,5; 5 и 10 мм при нагрузке P от 625H до 30кН.

Обозначается твёрдость по Бринеллю численным значением и символом HB, после которых указывается диаметр шарика и приложенное усилие (10/1000).

Твердомер Бринелля ТБ 5004

Предназначен по ГОСТ 23677-79 для измерения твердости металлов и применяется для испытаний твердости по глубине восстановленного отпечатка с помощью указателей индикатора.

Твердость металлов измеряется по глубине восстановленного отпечатка от закаленного шарика.

Используются шарики различного диаметра.

Нагрузка в зависимости от диаметра шарика устанавливается с помощью противовесов

При определении твёрдости методом Бринелля, измерения производят до упругого восстановления материала.

Индентор (полированный закалённый стальной шарик)

вдавливают в поверхность испытуемого образца (толщиной не менее 4 мм) с регламентированным усилием.

Последовательность испытаний

1. Приложение малой нагрузки

2. Приложение основной нагрузки

В течение 10 с

3. Снятие основной нагрузки

В течение 15 с

4. Приложение малой нагрузки

В течение 15 с

Упругое восстановление

Измерение диаметра отпечатка производится с помощью микроскопа с индикаторной шкалой

Диаметр отпечатка измеряют при помощи отсчетного микроскопа (лупы Бринелля),

на окуляре которого имеется шкала с делениями, соответствующими
десятым долям миллиметра.

Полученный отпечаток измеряется лупой или микроскопом в двух взаимно перпендикулярных направлениях, диаметр отпечатка определяется как средне арифметическое из двух измерений.

Передвигая лупу, надо один край отпечатка совместить с началом шкалы

d1

d2

Измерение проводят с точностью до 0,05 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях, для определения твердости следует принимать среднюю из полученных величин.

Отпечаток индентора на эталонном образце.
Твёрдость 96,5 HB

Измеряются глубина «h» в единицах по 0,002 мм и диаметр отпечатка

h

Существует вариант, когда усилие прилагается до достижения регламентированной глубины внедрения.

Твёрдость HB рассчитывается как «приложенная нагрузка», делённая на «площадь поверхности отпечатка»

Твёрдость по Бринеллю HB рассчитывается как «приложенная нагрузка Р», делённая на «площадь поверхности отпечатка π·d·h»

НВ=------

Р
π·d·h

или по формуле:

d = ----------, мм

d1 + d2

2

Поскольку, как было описано выше, при определении твёрдости по Бринеллю используется стальной закалённый шарик, можно сделать вывод, что использование этого способа для измерения твёрдости сталей не всегда целесообразно. Поэтому в технической литературе чаще встречается обозначения твёрдости сталей не по Бринеллю, а по Роквеллу или по Виккерсу.

Твердомер Роквелла

При методе испытаний по Роквеллу индентором является алмазный конус или стальной закаленный шарик.