Лабораторная работа : Определение твердости по Бринелю, Раквеллу, Виккерсу 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Лабораторная работа >> Промышленность, производство


Определение твердости по Бринелю, Раквеллу, Виккерсу




Л

Лист

абораторная работа

Тема: Определение твердости по Бринелю, Раквеллу, Виккерсу

Цель: научиться производить испытания на твердость по Бринелю, Раквеллу, Виккерсу.

Задание:

1. Описать методику определения твердости по Бринелю, Раквеллу, Виккерсу. Привести схемы испытания различными способами.

2. Привести расчеты определения твердости по Бринелю, Раквеллу, Виккерсу.

3. Перевести твердость по Бринелю в твердость по Раквеллу, Виккерсу.

4. Результаты работы оформить в виде протокола.

1. Методика определения твердости по Бринелю

Испытание на твердость по Брюнелю производится вдавливанием в испытываемый образец стального шарика определенного диаметра под действием заданной нагрузки в течении определенного времени (рисунок 2.1).

В результате вдавливание шарика на поверхность образца получается отпечаток (лунка). Отношение давления поверхности полученного отпечатка (шарового сегмента) дает число твердости, обозначаемое НВ.

Порядок проведения испытания:

а) Установить на подвеску грузы, соответствующие выбранной для испытания нагрузке.

б) Наконечник с шариком вставить в шпиндель и укрепить.

в) На столик поместить испытаемый образец.

г) Вращением рукоятки по часовой стрелке поднять столик и прижать образец к шарику.

д) Нажатием кнопки включить электродвигатель.

е) Измерить полученный отпечаток.

ж) Определить твердость.

р


D

h

d

Рисунок 2.1 Схема испытаний по Бринелю.

P - давление на шарик. d - диаметр лунки.

D - диаметр шарика. h - глубина отпечатка.

Методика измерения отпечатка

Полученный отпечаток измеряется лупой или микроскопах в двух взаимно перпендикулярных направлениях, диаметр отпечатка определяется как средне арифметическое из двух измерений. Передвигая лупу, надо один край отпечатка совместить с началом шкалы (рисунок 2.2). Прочитать деления шкалы, с которым совпадает противоположный край отпечатка. Данный отсчет и будет соответствовать размеру диаметра отпечатка. Затем лупу или образец надо повернуть на 900 и измерить диаметр отпечатка второй раз.

Отсчёт по шкале лупы. d = 3,4 мм.

Рисунок 2.2 Размер отпечатка.

2. Методика определения твердости по Раквеллу

Испытание на твердость по Раквеллу производится вдавливанием в испытываемый образец конуса с углом 1200. Конус вдавливают в испытательный образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок- предварительной Р0 и основной Р1. Общая нагрузка Р будет равна сумме предварительной Р0 и основной Р1 нагрузок (рисунок 2.3). h0- глубина внедрения наконечника в испытательный материал под действием предварительной нагрузки P0. Глубина внедрения наконечника в испытательный материал под действием основной нагрузки P1.

Порядок проведения испытания:

а) Выбрать наконечник с нагрузкой в зависимости от твёрдости испытуемого образца.

б) В конце шпинделя прибора закрепить оправку с конусом и установить необходимую нагрузку.

в) Установить на стол испытуемый образец.

г) Вращением маховика по часовой стрелки осторожно поднимать до тех пор, пока не упрётся в ограничительный чехол.

д) Плавным нажатием на кнопку включить.

е) После окончание цикла нагружения произвести отсчёт по шкале индикатора.

ж) Вращением маховика против часовой стрелки отпустить стол.

Рисунок 2.3 Схема испытаний по Раквеллу.

Методика определение отпечатка.

Во первых необходимо создать предварительную нагрузку, стрелка подойдет к красной точке. Затем необходимо произвести испытания, большая стрелка будет показывать число твёрдости по Раквеллу (рисунок 2.4)

Рисунок 2.4 Циферблат прибора

3. Методика определение твёрдости по Виккерсу

Испытания на твёрдость по Виккерсу производится вдавливанием в испытываемый образец четырёхгранной алмазной пирамиды с углом при вершине 1360 (рисунок 2.5). По нагрузке, приходящей на единицу поверхности отпечатка, определяется число твёрдости обозначаемое HV. В результате вдавливания на поверхности образуется отпечаток в виде четырёхугольника.

Порядок поведения испытаний.

1. На подвеску 11 (рисунок 2.5) установить груз 12 нужной величины (5, 10, 20, 30, 50 или 100 кГ).

2. В нижней части микроскопа 4 установить объектив с увеличением 10 или втулку с объективом с увеличением 3,7х

3. На столик 13 установить испытываемый образец 14.

4. Рукояткой 6 повернуть головку 1 в крайнее левое положение.

5. Рукояткой 19 взвести механизм грузового привода.

6. Вращением маховика 15 поднять столик 13 и прижать образец 14 к чехлу 3.

7. Нажать спусковую педаль 23.

8. Сделать выдержку до момента потухания сигнальной лампочки

9. Вращением маховика 15 опустить столик 13 с образцом 14.

10. Рукояткой 6 повернуть головку 1 в крайнее правое положение,

11. Вращением маховика 15 поднять столик 13 с образцом 14 настолько, чтобы при наблюдении в окуляр микроскопа 4 был ясно виден полученный отпечаток.

12. Измерить диагональ отпечатка.

13. После первого измерения диагонали отпечатка образец повернуть на 90° и вторично измерить вторую диагональ.

14. Вычислить среднее арифметическое длины обеих диагоналей

15. Определить число твердости HV, пользуясь для этого специальными таблицами.

16. Определить твердость данного образца второй раз и полученный результат записать в протокол испытания.

Рисунок 2.5 Схема прибора ТК-2

Методика определение отпечатка

Расстояние между центром первого отпечатка и краем второго, смежного с ним, должно быть не менее 2,5 диагоналей отпечатки(рисунок 2.6).

Имеющийся на окуляре микроскопа дополнительный пунктирный штрих применяют при серийных испытаниях. Например, для серии деталей установлен допуск по твердости в пределах 300—350 ед., что при нагрузке 10 кГ соответствует отпечатку 249—230 мк. Правый штрих устанавливают от левого штриха на расстоянии 230 мк.

Вращением малого левого винта пунктирный штрих совмещают с правым штрихом.


0 1 2 3 4 5 6 7 8



Рисунок 2.6 Размер отпечатка

4. Расчёты определение твёрдости по Бреннелю

Отношение давления Р к поверхности полученного отпечатка F дает число твердости, обозначаемое HB

(2.1)

Поверхность F шарового сегмента

(2.2)

D-диаметр вдавливаемого шарика в мм.

h-глубина отпечатка в мм.

Так как глубину отпечатка h измерить трудно, а гораздо проще измерить диаметр отпечатка d, то целесообразно величину h выразить через диаметры шарика D и отпечатка d:


(2.3)

Тогда поверхность F шарового сегмента

(2.4)

Число твердости по Бринеллю будет характеризоваться формулой

(2.5)

HB = 6000/3,14.10 (10-102-5,652) =109 кГ/мм2

5. Расчёты определение твёрдости по Раквеллу

Число твердости по Роквеллу — число отвлеченное и выражается в условных единицах.

За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм. Число твердости по Роквеллу HR определяется по формулам: при измерении по шкале В: HR = 130 - еч при измерении по шкалам С и A: HR = 100-е.

Величина е определяется по следующей формуле:

(2.6)

h0 — глубина внедрения наконечника в испытываемый материал под действием предварительной нагрузки Р0

h-глубина внедрения наконечника в испытываемый материал под действием общей нагрузки Р, измеренная после снятия основной нагрузки Р1 с оставлением предварительной нагрузки Р0.

6. Расчёты определение твёрдости по Виккерсу

Твёрдость по Виккерсу определяется по формуле:

(2.7)

Р- нагрузка на пирамиду в кГ

d- среднее арифметическое длины обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки в мм

α- угол между противоположными гранями пирамиды при вершине, равный 136о.

7. Перевод твёрдости по Бреннелю в твёрдость по Роквеллу и Виккерсу

Перевод твёрдости по Бреннелю в твёрдость по Роквеллу и Виккерсу производиться с помощью табличных данных.

Таблица 1

материал

Диамет шара

Диаметр отпечатк

Нагрузк

HB

КГ/мм

HRA

HRB

HRС

HV

КГ/мм2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Сталь

10 мм

5,65 мм

3000 кг

109

-

66

-

110

Вывод: твердость определяется различными способами: по Бреннелю, Роквеллу, Виккерсу. Твердость показывает сопротивление материала проникновению в него другого более твердого тела.

Похожие работы:

  • Методы измерения твердости материалов по Виккерсу, Бринеллю, Роквеллу

    Реферат >> Остальные работы
    ... , количественно её характеризуют числом твёрдости по Бринелю (НВ), Роквеллу (HRC) или Виккерсу ... алмазной пирамиды. Измерение твердости по Роквеллу Рис. 3 Положение наконечника при определении твердости по Роквеллу: I-IV ...
  • Конспект лекций по материаловедению

    Реферат >> Физика
    ... двойники). У аморфного тела определенный порядок расположения атомов соблюдается ... материала при нагревании поглощать определенное количество тепла. Характеризуется ... вдавливая в поверхность каменный шарик. Твердость по Бринелю HB=F/S F – максимальное значение ...
  • Проект зубчатой передачи

    Реферат >> Технология
    ... n1 = 1480. Твердость по Бринелю матеріалa ведущему колесу HB1=241. Твердость по Бринелю матеріалa ... работа 2 1.1 Входные данные 2 1.2 Выбор материала и определение допустимых напряжений 3 2 Проектный расчет 5 2.1 Проектный ...
  • Продольно-резательный станок производительностью 350 т/сутки

    Реферат >> Остальные работы
    ... соплом. Струя воздуха определенного давления попадает на чувствительную ... расчеты 3.1. Определение скорости картоноделательной машины по приводу По заданной производительности выбрать ... ножи, сталь ШХ15 с твердостью по Бринелю 60-65 единиц) рифленых ...
  • Технология изготовления распределительного вала

    Реферат >> Остальные работы
    ... – не менее 49Дж\см Твердость по бринелю не более 250 Таблица 2.3 ... прочность и твердость нормализованной средне и высокоуглеродистой стали по сравнению с отожженной ... температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной ...
  • Изготавление изделий из пласмассы

    Реферат >> Технология
    ... -500 60-500 3 Твердость по Бринелю, НВ 180-500 200 ... для этого разбивают на подмножества по определенным эксплуатационным свойствам. В таблице ... составление параметрического ряда и определение значения параметров, - определение веса параметров с использованием ...
  • Расчет и проектирование коническо-цилиндрического редуктора

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... циклов, определяемое в зависимости от твердости по Бринелю или Роквеллу, Nно = 30 ... = 1. Определяем FPj по формуле (2) 2.2 Определение геометрических размеров передач При ... на усталостную прочность заключается в определении коэффициента прочности в опасном ...
  • Магний

    Реферат >> Химия
    ... , алюминия, железа и кальция. В литосфере (по А.П.Виноградову) содержание магния составляет 2,1%. В природе ... небольшого количества магнидов, придающих им определенные физические свойства. Так, сплавы ... – до 32 кГ/мм2; твердость по Бринелю – 40–55 кГ/мм2. ...
  • Высоковольтный воздушный выключатель ВВМ-500

    Реферат >> Технология
    ... схеме выключателя производится из определения наиболее вероятных путей развития ... полюса ВВМ-500 3.1. Определение типа основных изоляционных промежутков ...  Температура плавления 1083+273=1356 К;  Твердость по Бринелю при 0С 5.108 Н/м2;  Теплопроводность ...
  • Изготовление фужера 150 мл методом литья под давлением

    Дипломная работа >> Промышленность, производство
    ... этом относительное удлинение очень маленькое. Твердость по Бринелю от 137 до 200 МПа ... , допустимого условиями проведения технологического процесса. Определение теплового потока, выделяющегося в результате переработки ...