Випробування металів та сплавів на твердість

Мета роботи: отримання навичок механічних випробувань матеріалів на твердість.

І. Завдання.

І.І. Провести випробування матеріалів на твердість методом Брінеля та методом Роквелла.

І.2. Прилади та матеріали:

І.2.І.Прес Брінеля.

І.2.2.Прес Роквела.

І.2.3.Зразки для випробувань.

ІІ. Короткі теоретичні відомості.

Випробування на твердість матеріалів проводиться в тому випадку, коли деталі зроблені з цього матеріалу в процесі їх роботи будуть підлягати постійно діючому на них навантаженню одного і того ж напрямку.

Нині для визначення твердості найбільшого розповсюдження здобув метод Брінеля та метод Роквелла.

     Метод БРІНЕЛЛЯ полягає в тому, що сталева закалена кулька діаметром Д=107,5: 5: 2,5мм втискується в досліджуваний зразок. В результаті випробування на поверхні зразка залишається відбиток в формі кулькового сегмента (мал.1).Величина відбитка буде тим, чим міцніше метал. Цим твердості по Брінелю (НВ)визначається по формулі:

     НВ= , де P –навантаження на кульку ,Н

                                     F – величина поверхні відбитку, м

Площу відбитку можна визначити по формулі:

( м²), де Д - діаметр кульки, м.

                                                      d – діаметр відбитка, м.

Діаметр кульки, навантаження та проміжок часу під навантаженням визначається розміром зразка, чим менші розміри зразка, тим менший діаметр кульки та величина сили втискування. Товщина металу під відбитком повинна бути не менше десятикратної глибини відбитку.

Для випробування на твердість за Брінеллем використовують ричажні преси.(мал.2).

За методом Брінелля можна випробувати матеріали з твердістю НВ до 450, так як при більш твердому матеріалі деформується кулька.

За методом Роквелла випробування на твердість проводиться шляхом втискання в зразок сталевої кульки діаметром Д=1,58 мм або алмазного конуса з кутом 120⁰.Сталева кулька використовується для випробувань м’яких металів, а алмазний конус - для твердих металів.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

3.1. Вивчити методику випробувань на твердість.

3.2. Познайомитись з будовою пресів Брінелля та Роквелла.

3.3. Провести випробування зразка на твердість методом Брінелля.

3.3.1. Помістити зразок на столик І.

3.3.2. За допомогою гвинта підняти столик із зразком до дотику кулькою 2 і вище , щоб дістати пружину 3, яка визначає завбачене навантаження.

3.3.3. Ввімкнути електродвигун, який призводить в рух ексцентрик 7. При обертанні ексцентрика шатун 6 опускається і грузе 8 через систему ричагів 5 та 4, утворюють тиск на кульку. При дальшому обертанні ексцентрика шатун піднімається і знімає тиск грузів із зразка, коли шатун знаходиться в верхньому положенні електродвигун автоматично вимикається.

3.3.4. Після зупинки електродвигуна знімають завбачену нагрузку, звільняють зразок і вимірюють діаметр відбитку.

3.3.5. За формулами (2.2), (2.1) визначають твердість зразка. Результати вимірювань та обчислень занести до таблиці.

3.4. Провести випробування зразка на твердість методом Роквелла.

3.4.1. Помістити зразок на столик 2.

3.4.2. Обертати маховик і піджати його до наконечника з кулькою до тих пір, поки мала стрілка індикатора не стане навпроти червоної точки, а велика з похибкою -5,поділорк –на 0 шкали індикатора. Якщо велика стрілка відхилилась більше чим на 5 поділок відносно 0, необхідно стіл опустити і почати випробування на новому місці.

3.4.3. Обертання барабана 5, який зв’язаний з рантом індикатора тросиком, встановити нуль шкали навпроти кінця великої стрілки індикатора.

3.4.4. Плавним натиском руки на клавішу 6 ввімкнути в роботу привід механізму нагруження.

3.4.5. Після закінчення циклу нагруження провести відлік твердості по шкалі індикатора. З індикатора заліковується твердість досліджуваного зразка. Результати вимірювань занести до таблиці.

3.4.6. Обертанням маховика проти годинникової стрілки досліджувальний виріб віднести від наконечника і зняти з опірного стола.

ПРИМІТКА: при випробуванні по методу Роквелла для кожної деталі рекомендується провести не менше трьох випробувань. Дані, отримані на твердометрі ТКС-І треба записати тільки цифрами. Перед числом твердості треба ставити індекс шкали і букву Т.

                     якщо використовується кулька, або буква “N”, якщо використовується алмазний конус.

                    Наприклад НR ЗОТ =44-49.

3.4.7.Зробити висновки про роботу.

Зміст звіту.

4.1. Мета роботи.

4.2. Завдання.

4.3. Хід роботи.

4.3.1. Формули необхідні для обчислень.

4.3.2. Таблиця з результатами вимірювань та обчислень.

4.3.3. Висновки по роботі. Таблиця з результатами вимірювань та обчислень.

5. Контрольні запитання.

5.1. Для чого проводять випробування металів на твердість.

5.2. В чому сутність випробування металів на твердість методом Брінелля?

5.3. Як залежить твердість металу від глибини відбитка на ньому кульки?

5.4. Чи всі матеріали можна випробувати на твердість методом Брінелля?

5.5. В чому сутність випробування металів та сплавів на твердість методом Роквелла?

5.6. Як визначається твердість металів та сплавів методом Брінелля та методом Роквелла?

5.7. Порівняйте два методи випробувань на твердість: метод Брінелля та метод Роквелла.

6. Література.

6.1. Методичні вказівки до лабораторної роботи .

6.2. Нікіфоров В.М. “Технология металлов и конструкционные материалы”. “Вища школа”.1987р.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ СЕГНЕТОЕЛЕКТРИКІВ

Мета роботи: вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків і отримання навичок.

І.Завдання.

1.1. Вивчити електричні властивості сегнетоелектриків і методи дослідження властивостей сегнетоелектриків.

1.2. Отримати залежність струму від напруги для сегнетоелектричного і керамічного конденсатора.

1.3. Оцінити втрати в конденсаторах.