Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Определение твердости по БринеллюСтр 1 из 11Следующая ⇒
Стативко А.А., Шопина Е.В., Кунин А.С.
Пособие содержит описание лабораторных работ по курсу «Материаловедение». В теоретических сведениях рассмотрены свойства металлов, современные методы испытаний, процессы пластической деформации и рекристаллизации. Описана диаграмма состояния Fe-Fe3C. Большое внимание уделено теории и технологии термической обработки. Рассмотрены основные классы сталей и чугунов. Учебное пособие предназначено для студентов заочной формы обучения с применением дистанционных технологий специальности 270101 – Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций.
УДК 620.22 (075) ББК 30.3я7
ÓБелгородский государственный технологический университет (БГТУ им В.Г. Шухова), 2010 Содержание
Лабораторная работа №1………………………………………………4
Лабораторная работа №2………………………………………………16
Лабораторная работа №3………………………………………………24
Лабораторная работа №4………………………………………………37
Лабораторная работа №5………………………………………………45
Лабораторная работа №6………………………………………………56
Контрольные тесты…………………………………………………….70
Библиографический список……………………………………………83
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Измерение твердости металлов
Цель работы: изучить устройство приборов для определения твердости металлов, научиться пользоваться приборами по измерению твердости металлов. Приборы и оборудование: пресс Бринелля, пресс Роквелла, отсчетный микроскоп для определения диаметра отпечатка, образцы сталей, чугунов и цветных металлов. Краткие сведения из теории Определение твердости является широко распространенным способом испытаний для характеристики механических свойств металлов. В настоящее время существует несколько методов измерения твердости, различающихся по характеру воздействия наконечника: метод вдавливания, метод отскакивания, метод царапания. Наибольшее применение получил метод вдавливания. Под твердостью металла при вдавливании понимается его сопротивление местной пластической деформации при контактном приложении нагрузки. Наиболее широкое распространение в машиностроительной промышленности получили методы Бринелля, Роквелла и Викерса, благодаря их простоте и возможности производить испытания деталей без разрушения.
Определение твердости по Бринеллю Определение твердости по Бринеллю (ГОСТ 9012-59, 22761-77) состоит в том, что при использовании специального пресса (пресса Бринелля) в испытуемый материал в течение определенного времени вдавливается нагрузкой Р стальной закаленный шарик диаметра D. Схема испытания на твердость по Бринеллю дана на рис. 1. В результате вдавливания шарика на поверхности образца получается отпечаток (лунка). Диаметр отпечатка измеряют специальным отсчетным микроскопом МПБ-2, на окуляре которого нанесена шкала с делениями, соответствующими десятым долям миллиметра (рис. 2). Отношение давления Р к поверхности полученного отпечатка (шарового сегмента) дает число твердости обозначаемое НВ:
, кгс/мм2 (н/м2), где F=pDh.
Рис. 1. Схема определения твердости методом Бринелля
Рис. 2. Измерение диаметра отпечатка
Так как удобнее измерять не глубину отпечатка, а его диаметр, то, выражая глубину отпечатка через его диаметр d и диаметр шарика, получаем:
.
Подставив значение F получим:
, кгс/мм2 (н/м2).
Таким образом, зная диаметр шарика и нагрузку, замерив диаметр отпечатка, легко определить твердость. Для получения одинаковых значений твердости металла при разных диаметрах шариков и различных нагрузках необходимо соблюдать закон подобия P/D2 = const. В этом случае угол j = const, где j – угол вдавливания. Поэтому при испытании по Бринеллю, учитывая закон подобия, а также то обстоятельство, что диаметр шарика подбирается в зависимости от толщины испытуемого образца металла, и что для металлов разных твердостей нужно прилагать разные нагрузки, применяют соотношения по ГОСТ 9012-59. Кроме того, продолжительность выдержки образца под нагрузкой должна быть строго определенной, чтобы деформация образца шариком полностью завершилась. Перед испытанием поверхность образца, в которую будет вдавливаться шарик, обрабатывают наждачным камнем или напильником, чтобы она была ровной, гладкой и не было окалины и других дефектов. При обработке поверхности образец не должен нагреваться выше 100–150°С. Подготовка поверхности образца необходима для получения правильного отпечатка и отчетливой видимости его краев для измерения. При выборе диаметра шарика D, нагрузки P, продолжительности выдержки под нагрузкой и минимальной толщины испытуемого образца следует руководствоваться нормами ГОСТа для испытаний по Бринеллю (табл. 1).
Таблица 1 Соотношение диаметров шарика и нагрузки при испытании металлов по методу Бринелля
Окончание табл. 1
При указании твердости НВ иногда отмечают, при каких условиях измерялась твердость, например: НВ 140 (10/3000/10) означает, что испытание производилось шариком диаметром 10 мм под нагрузкой 3000 кгс (30000 Н) в течение 10 секунд. При измерении твердости шариком определенного диаметра и с установленными нагрузками расчет числа твердости по формуле НВ=Р/F почти не выполняют, а пользуются заранее составленными таблицами, указывающими число НВ, в зависимости от диаметра отпечатка d и соотношения между нагрузкой Р и D2 (согласно табл. 2).
Таблица 2 Твердость по Бринеллю
Окончание табл. 2
Существует примерная количественная зависимость между числами твердости и пределом прочности: для стали с твердостью НВ 120–175...…………………sв=0,34 НВ; для стали с твердостью НВ 175–450..………………….sв=0,35 НВ; для меди, латуни и бронзы отожженной..……………..sв=0,55 НВ; для меди, латуни и бронзы наклепанной..……….…….sв=0,40 НВ; для алюминия и алюминиевых сплавов с твердостью НВ 20–45...........................................sв=(0,33÷0,36) НВ; для дуралюминия отожженного...………………………sв=0,36 НВ; для дуралюминия после закалки и старения………..…sв=0,35 НВ. Измерение твердости вдавливанием стального шарика не является универсальным способом. Этот способ не позволяет: а) испытывать материал с твердостью более НВ 450; б) измерять твердость тонкого поверхностного слоя (толщиной менее 1–2 мм), так как стальной шарик продавливает этот слой.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 221. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |