Методическое обеспечение: Золотарева Е.В.

Редактор: Гордеева Ю.В.

3D графика: Дубин А.Н.

Script программирование: Лопаткин И.А.

Управление проектами: Сергиенко Е.В.

 

 

 

 

Методические указания

к лабораторной работе по дисциплине "Материаловедение"

для студентов всех специальностей

очной и заочной форм обучения

 

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТВЕРДОСТИ  МАТЕРИАЛОВ

 

Цель работы: изучение методик и приобретение навыков определения твердости материалов.

 

Задача: проведение испытаний на образцах различных конструкционных материалов и определение показателей их твердости заданными методами.

Материальное обеспечение

 

Оборудование: Твердомер Бринелля, твердомер Роквелла, отсчетный микроскоп, штангенциркуль.

Материалы: образцы металлов с различной твердостью.

 

Общие положения

 

Под твердостью понимается свойство поверхностного слоя материала сопротивляться упругой и пластической деформации или разрушению при местных контактных воздействиях со стороны другого, более твердого и не получающего остаточной деформации тела (индентора) определенной формы и размеров.

Испытания на твердость отличаются простотой, высокой производительностью, отсутствием разрушения образца, возможностью оценки свойств поверхностных слоев на малой площади, легко устанавливаемой связью результатов с данными других испытаний.

В зависимости от скорости приложения нагрузки способы определения твердости делят на статические и динамические, по способу приложения нагрузки - на методы вдавливания, царапания и удара, а по времени выдержки под нагрузкой - на кратковременные и длительные. Наибольшее распространение получили методы, в которых используется принцип статического вдавливания индентора нормально поверхности образца  с кратковременным (10-30 с) приложением нагрузки при комнатной температуре.

При испытании на твердость очень важно правильно подготовить поверхностный слой образца, все поверхностные дефекты (окалина, выбоины, вмятины, грубые риски и т.д.) должны  быть удалены. Чем меньше глубина вдавливания индентора, тем выше требуется чистота испытуемой поверхности, тем более жесткие требования к технологии подготовки образцов.


            Порядок проведения работы

 

            1. По данному методическому пособию изучается методика определения твердости и производится знакомство с используемым оборудованием.

2. По материалу образца с указанием ориентировочной твердости по Бринеллю из табл.3 выбирается шкала.

            3. По табл.4 уточняется толщина образца.

4. Перед началом проведения измерений проверяется исправность оборудования.

            5. Проводятся измерения твердости и результаты оформляются в виде табл.1.

 

Таблица 1 - Результаты замеров твердости

Материал

Тип шкалы

Тип индентора

Нагрузка, кгс

Твердость

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

Рис.  1.  Схема прибора типа ТК для измерения твердости по Роквеллу:

1 - поперечина; 2 - подвеска; 3 - щиток; 4 - рычаг; 5 - рукоятка;
6 - винт;  7 - рычаг; 8 - призма; 9 - индикатор; 10, 21, 22, 23 - столики опорные; 11 - маховичок; 12 - шпонка; 13 - втулка направляющая;
14 - станина; 15 - грузы; 16 - стойка; 17 - винт подъемный;
18 - амортизатор масляный; 19 - пружина; 20 - шпиндель


где  (0,002 - цена деления шкалы индикатора твердомера Роквелла).

            Таким образом, единица твердости по Роквеллу безразмерная величина, соответствующая осевому перемещению индентора на 0,002 мм.

Существует несколько типов приборов для измерения твердости по Роквеллу, но принципиальные схемы их работы аналогичны. На рисунке 4 приведена схема прибора типа ТК.

            На станине 14 с одной стороны расположены две стойки 16, которые поддерживают поперечину 1. С другой стороны в направляющей втулке 13

 со шпонкой 12 помещен подъемный винт 17, на котором устанавливают в зависимости от формы образца различные опорные столики 21-23 и 10. Винт со столиком и образцом поднимают вращением маховичка 11. Предварительную нагрузку к образцу прикладывают цилиндрической пружиной 19, действующей непосредственно на шпиндель 20. Грузовой рычаг второго рода 4, расположенный на поперечине 1, имеет опоры на призме 8. К длинному плечу рычага подвешивают грузы 15. В нерабочем положении прибора рычаг опирается на подвеску 2 и нагрузка на шпиндель не действует.

Для приложения основной нагрузки освобождают рукоятку 5. При этом подвеска 2 вместе с рычагом 4 плавно опускается и последний действует на шпиндель. Рычаг опускается плавно благодаря масляному

амортизатору 18, позволяющему регулировать скорость приложения основной нагрузки вращением штока 3. Соотношение плеч у грузового рычага 1:20 и поэтому действительный вес сменных грузов в 20 раз меньше их условного веса.

            Движение от шпинделя к стрелкам индикатора 9 передается рычагом 7 с соотношением плеч 1:5. Призма шпинделя упирается в винт 6 на рычажке. Винтом 6 регулируется натяжение пружины 19, создающей предварительную нагрузку.

            Из рассмотренной методики определения твердости по Роквеллу видно, что это еще более условная характеристика, чем НВ. Наличие различных шкал твердости, определяемое без геометрического подобия отпечатков, условный и безразмерный численный результат испытания, сравнительно низкая чувствительность делают метод Роквелла лишь средством упрощенного технического контроля. В заводских условиях его ценность велика благодаря простоте, высокой производительности, отсчету чисел твердости прямо по шкале прибора, возможности полной автоматизации испытания.


Нагрузка прилагается по оси вдавливаемого индентора перпендикулярно к испытуемой поверхности, для чего эта поверхность должна быть строго параллельна опорной поверхности прибора. Неплоские образцы крепят на специальных опорных столиках, входящих в комплект твердомеров.

Определяя твердость всеми методами (кроме метода измерения микротвердости) измеряют суммарное сопротивление металла внедрению в него индентора, усредняющее твердость всех имеющихся структурных составляющих. Поэтому получающийся отпечаток должен быть по размерам значительно большим размеров зерен отдельных структурных составляющих испытуемого металла. Неизбежные различия в структуре различных участков образца приводят к разбросу получаемых значений твердости, который тем больше, чем меньше размер отпечатка.

 

 

Определение твердости по методу Бринелля

 

При стандартном (ГОСТ 9012-59) измерении твердости по Бринеллю стальной шарик диаметром D вдавливают в испытуемой образец под приложенной определенное время нагрузкой Р, после снятия нагрузки измеряют диаметр оставшегося на поверхности отпечатка (рисунок2).

 

Рис. 2. Схема измерения

твердости по методу Бринелля:

Р - нагрузка в Н (кгс); D - диаметр шарика, мм; d - диметр отпечатка, мм

 

 

Диаметр отпечатка получается тем меньше, чем выше сопротивление материала образца деформации, производимой индентором. Число твердости по Бринеллю (НВ) есть отношение нагрузки Р, действующей на шаровой индентор диаметром D, к площади F шаровой поверхности отпечатка:

,                                                                                                                                                     (1)

,                                                                                                                                                     (2)


Отношение d/D поддерживают в пределах 0,2-0,6. Для получения отпечатка оптимальных размеров необходимо правильно подобрать соотношение между нагрузкой и диаметром шарика. Рекомендуемые нагрузки и диаметры шариков для определения НВ различных металлических материалов с учетом ГОСТ 9012-59 приведены в таблице 5.

Рекомендуемое время выдержки образца под нагрузкой для сталей 10 с, для цветных металлов и сплавов 30 с (при P/D2=10 и 30) или 60 с (при P/D2=2,5). Зная заданные при испытании Р или D и измерив с помощью отсчетного микроскопа d, находят число твердости НВ по стандартным таблицам.

При использовании шаровых инденторов диаметрами 2,5; 5 и 10 мм, выполняемых из сталей с твердостью не менее 8500 МПа, можно испытывать материалы с твердостью от НВ 8 до НВ 450. При большей твердости образца шарик-индентор остаточно деформируется на величину, превышающую стандартизованный допуск, и показания твердости искажаются.

 

Таблица 2 - Нагрузки (Р) и диаметры (D) шариков, рекомендуемые для испытаний твердости по Бринеллю

 

Значения Р при D, Н

Примечание

D=10 мм

D=5 мм

D=2,5 мм

30

30 000

1 500

1 875

Материалы с НВ 130-450 (стали, чугуны, высокопрочные сплавы на основе титана, никеля, меди, алюминия)

10

10 000

2 500

625

Материалы с НВ 35-130 (алюминиевые сплавы, латуни, бронзы)

5

5 000

1 250

312,5

Алюминий, магний, цинк, латуни

2,5

2 500

625

156,25

Подшипниковые сплавы

1,25

1 250

312,5

78,125

Свинец, олово, припои

0,5

500

125

31,25

Мягкие металлы при повышенных температурах

 

 


Таблица 3

Примерная твердость по Бринеллю

Шкала

Роквелла

Тип

индентора

Общая

нагрузка

Допускаемые величины твердости по шкале

Н

кгс

Менее 228

Шкала В (красная)

стальной шарик

981

100

25-100

229-682

Шкала С (черная)

алмазный конус

1481

150

22-68

363-720

Шкала А (черная)

алмазный конус

588

60

70-85

 

Существенное значение имеет толщина испытуемого образца. После замера твердости на обратной стороне образца не должно быть следов отпечатка. В таблице 4 даны минимальные толщины образцов в зависимости от ожидаемой твердости.

Таблица 4

Шкала

Число твердости по Роквеллу

Минимальная толщина образца, мм

А

70

0,7

80

0,5

90

0,4

В

25

2,0

30

1,9

40

1,7

50

1,5

60

1,3

70

1,2

80

1,0

90

0,8

100

0,7

С

22

1,5

32

1,3

41,5

1,2

51,5

1,0

61

0,8

68

0,7

Во всех случаях измерений значение предварительной нагрузки постоянно и равно Р0=100 Н.

            Число твердости выражается формулами:

,                                                                                                                                   (3)

,                                                                                                                                            (4)

 

 

Определение твердости по методу Роквелла

 

            При измерении твердости по Роквеллу индентор - алмазный конус с углом при вершине 120° (ГОСТ 9013-59) и радиусом закругления 0,2 мм или стальной шарик диаметром 1,5875 мм (1/16 дюйма) - вдавливается в образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной Р0 и общей Р=Р01, где Р1 - основная нагрузка. Схема определения твердости по Роквеллу при вдавливании алмазного конуса приведена на рисунке 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. .3. Схема измерения твердости по Роквеллу

 

 

Сначала индентор вдавливается в поверхность образца под предварительной нагрузкой Р0=100 Н, которая не снимается до конца испытания, что позволяет повысить точность испытаний, т.к. исключает влияние вибраций и тонкого поверхностного слоя. Под нагрузкой Р0 индентор погружается в образец на глубину h0. Затем на образец подается полная нагрузка Р=Р01, глубина вдавливания увеличивается. Последняя после снятия основной нагрузки Р1 (на индентор вновь действует только предварительная нагрузка Р0) определяет число твердости по Роквеллу (HR). Чем больше глубина вдавливания h, тем меньше число твердости HR.

            Твердомер Роквелла автоматически показывает значения числа твердости в условных единицах по одной из трех шкал - А, В и С и соответственно они обозначаются как HRA, HRB и HRC. Выбор шкалы производится по предварительно известной твердости материала по Бринеллю из таблицы 3. Если сведений о твердости материала образца нет, то после ориентировочных замеров необходимо обратиться к таблице 3 и затем произвести окончательные замеры твердости.

 


Величина НВ остается основной характеристикой твердости при статическом вдавливании шарового индентора. Для достаточно пластичных материалов ее физический смысл соответствует условному пределу прочности при растяжении. Для многих металлов и сплавов существует линейная связь между НВ и sв, т.е. sв=х×НВ, где х - коэффициент пропорциональности, зависящий от степени равномерной деформации и упругих констант материала (табл.5).

 

Таблица 5 - Значения коэффициента "х" для различных материалов

 

Материал

d/D

x

Чугуны

0,4

0,15

Литейные алюминиевые сплавы

0,45

0,25

Деформируемые литейные сплавы

0,4

0,38

Титановые сплавы

0,4

0,3

Высокопрочные сплавы

0,33

0,33

Малоуглеродистые стали

0,45

0,33

Аустенитные стали и латуни

0,4

0,45

 

У малопластичных металлов и сплавов корреляция НВ и sв может отсутствовать: высокая твердость часто сочетается с низким пределом прочности. Это вполне естественно, если учесть совершенно разный физический смысл этих характеристик для хрупких материалов. Предел прочности таких материалов близок к истинному сопротивлению разрушению, а НВ остается критерием сопротивляемости значительной пластической деформации в условиях более мягкой схемы напряженного состояния.

Для измерения твердости по методу Бринелля используют специальные приборы типа ТШ, принципиальная схема которого приведена на рисунке 4.

Прибор смонтирован в массивной станине. На подъемном винте 2, перемещающемся при вращении маховика 1, устанавливаются сменные опорные столики 5 для испытуемых образцов. В верхней части станины расположен шпиндель 6, в который вставляют сменные наконечники с шариками разных диаметров (таблица 3). Шпиндель опирается на пружину 9, предназначенную для приложения к образцу предварительной нагрузки 1000 Н для устранения смещений образца во время испытаний. Основная нагрузка прилагается через систему рычагов. На длинном плече основного рычага 15 размещена подвеска, на которую накладываются сменные грузы


18. Комбинацией грузов можно задать нагрузки от 625 до 30 000 Н (таблица 3). Вращение вала электродвигателя 21 посредством червячной передачи сообщается шатуну 19, он опускается, и нагрузка передается на шпиндель прибора.

Продолжительность испытания задается передвижным упором. Когда шатун доходит до него, срабатывает концевой переключатель и электродвигатель начинает вращаться в обратную сторону, шатун поднимается, и нагрузка снимается со шпинделя. По возращению шатуна в исходное положение электродвигатель автоматически выключается.

 


Рис.4.  Схема прибора ТШ-2 для определения твердости

по Бринеллю:

 

1 - маховик; 2 - подъемный винт; 3 - шкала для задания времени выдержки под нагрузкой; 4 - кнопка-выключатель; 5 - опорный столик; 6 - шпиндель для индикатора; 7 - упорный чехол; 8 - втулка; 9 - пружина; 10 - шпиндель; 11 - сигнальная лампа; 12, 15 - рычаги; 13 - серьга; 14 - микропереключатель; 16 - вилка; 17 - шатун; 18 - грузы; 19 - кривошип; 20 - редуктор; 21 - электродвигатель

Порядок выполнения работы

 

1. По данному методическому пособию изучается методика определения твердости и производится знакомство с используемым оборудованием.

2. По материалу образца согласно ГОСТ 9012-59 из таблицы 2 выбирается диаметр шарика-индентора и коэффициент K (отношение нагрузки к квадрату диаметра шарика-индентора).

 


3. Производится проверка на минимальную толщину испытуемого образца (таблица .3). При несоответствии меняются диаметр шарика и нагрузка.

4. Устанавливаются выбранные индентор и нагрузка.

5. Производится вдавливание шарика в испытуемый образец.

6. С помощью отсчетного микроскопа МПБ-2 определяется диаметр отпечатка.

7. По формулам 1 и 2 или из таблиц определяется значение твердости.

8. Полученные в результате испытаний значения твердости оформляются в виде таблицы 4

 

Порядок выполнения лабораторной работы «ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТВЕРДОСТИ  МАТЕРИАЛОВ»

Активные клавиши

 

Описание: \\217.116.51.126\Share\111.jpg

 

Рис. 5. Функции манипулятора

 

Левая клавиша мыши (ЛКМ) - при нажатии берется объект и выполняется действие.

Средняя клавиша мыши (СКМ) – при прокрутке назад (на себя) сцена отдаляется, при прокрутке вперед (от себя) сцена приближается. При зажатой клавише и движении мыши происходит вращение сцены.

 

Правая клавиша мыши (ПКМ) + Движение мыши:

ПКМ + движение вправо - сцена движется вправо,

ПКМ + движение влево - сцена движется влево,

ПКМ + движение вверх - сцена движется вверх,

ПКМ + движение вниз - сцена движется вниз.

 

Справа находится кнопка вызова меню (рис. 7). В меню можно увидеть необходимую информацию для выполнения ВЛР (подходящий индентор, нагрузку, толщину образца), кнопки управления (Выход, Начать заново), кнопку для вызова окна настроек (рис. 8), в котором можно включить полноэкранный режим, настроить качество графики. Для выхода из полноэкранного режима нажать клавишу ESC.

Перед выбором опыта нажмите на кнопку «Опыт 1» или «Опыт 2» в главном меню. Для того, чтобы попасть в главное меню во время выполнения лабораторной работы, нажмите кнопку «Выход» в боковом меню.

Рис. 6. Кнопка вызова бокового меню

Рис. 7. Боковое меню

Рис. 8. Окно настроек

 

 

Часть 1

Определение твердости по методу Бринелля

1.       По методичке даны несколько различных материалов:

1.      Сталь низкоуглеродистая (содержание углерода менее 0,25%) горячекатанная;

2.      Чугун серый (СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24) – один из этих образцов;

3.      Деформируемый алюминиевый сплав, например, (дуралюмин) Д1 или Д16;

4.      Медный сплав - латунь, например, Л90 или Л68 в отожженном состоянии;

5.      Деформируемый сплав на основе титана, например, ВТ-3 в отожженном состоянии

Названия материалов занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбик «Материал»

2.       Подготовить материалы к испытанию, т.е. все поверхностные дефекты (окалина, выбоины, вмятины, грубые риски и т.д.) должны  быть удалены.

Взять образец (нажать ЛКМ на образец) и воспользоваться абразивной шкуркой (нажать ЛКМ на абразивную шкурку).

3.      Измерить толщину каждой испытываемой пластинки.

Нажать ЛКМ на штангенциркуль. Численное значение отобразится в боковом меню, также можно посмотреть значение на самом штангенциркуле.

Результаты  величин занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбик «толщина образца, мм»

4.      По материалу образца из таблицы 2 (по методическим указаниям)  выбирается диаметр шарика-индентора и коэффициент K (отношение нагрузки к квадрату диаметра шарика-индентора).

Сначала образец положить на опорный столик – 5, затем вращением маховика –1  подъемный винт – 2 поднимает этот столик до соприкосновения с индентором.

Нажать ЛКМ на образец, чтобы поместить его на столик.

Нажать ЛКМ на маховик на приборе, чтобы поднять опорный столик.

Выбираем К =30, D=10 мм, нагрузка Р=3000кгс для стали, чугуна и титанового сплава (данные отображаются в боковом меню).

Выбираем К=10, D=10 мм, нагрузка Р=1000кгс для латуни и алюминиевого сплава.

Результаты  величин занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбики  «», «диаметр D=10 мм», « нагрузка Р».

5.      Производится проверка на минимальную толщину испытуемого образца (табл.6). (по методическим указаниям).

Результаты  величин занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбик «min допустимая толщина образца, мм»

6.      Из методических указаний рекомендуемое время выдержки образца под нагрузкой для сталей 10 с, для цветных металлов и сплавов 30 с

Установить время выдержки под нагрузкой на приборе на шкале – 3 (рис.4)

Нажать ЛКМ на переключатель.

Результаты  величин занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбик «Время выдержки под нагрузкой, с»

7.      Начинаем испытания

Установить нагрузку нажатием ЛКМ на каждый груз. Одна шайба нагрузкой – 500кгс.

Произвести включение прибора кнопка – 4. (Нажать ЛКМ на красную кнопку. После этого в верхней части монитора появится отсчет времени выдержки образца)

Начнется движение шарика вниз.

После выдержки образца под нагрузкой выключить прибор нажатием ЛКМ на черную кнопку.

После выключения прибора образец снять с испытаний. Для этого вращая маховик опытный столик опустить вниз с образом (нажать ЛКМ на маховик), снять образец, положить его на стол (нажать ЛКМ на образец).

На образце получился отпечаток диаметром d, (рис .2)

8.      С помощью отсчетного микроскопа МПБ-2 определяется диаметр отпечатка.

 

Нажмите ЛКМ на микроскоп, чтобы измерить диаметр отпечатка.

Диаметр получившегося сферического отпечатка измеряется с помощью специального прибора с точностью 0,05 мм. Для этого необходимо замерить отпечаток два раза и найти среднее арифметическое: dср= (d1+ d2)/2.

Результаты  величин занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбик «dср отпечатка, мм»

9.      По формулам 1 и 2 методических указаний или из таблиц определяется значение твердости

Результаты  величин занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбики «НВрасч , кгс/мм2», «НВтаб, кгс/мм2»

10.         По формуле  sв=х×НВ, где х - коэффициент пропорциональности, зависящий от степени равномерной деформации и упругих констант материала (табл.2) определяем значения предела прочности для всех материалов.

Результаты  величин занести в таблицу 7 (по методическим указаниям) в столбик «sв, кгс/мм2»

 

Для того, чтобы провести испытания со всеми образцами, нажмите кнопку «Начать заново» в боковом меню и повторите опыт со следующим образцом.

 

Таблица 6 - Минимальная толщина испытуемого образца, мм

Твердость по Бринеллю

Диаметр шарика D, мм

10

5

2,5

Испытательная нагрузка Р, Н (кгс)

29420

(3000)

14710

(1500)

9607

(1000)

4907

(500)

7355

(750)

2452

(250)

1226

(125)

1839

(187,5)

612,9

(62,5)

306

(31,2)

20

6,4

3,2

1,6

40

6,4

3,2

3,2

1,6

1,6

0,8

60

6,4

4,2

2,1

2,1

1,0

1,0

0,5

80

4,2

3,2

1,6

1,6

0,8

0,8

0,4

100

3,8

2,6

1,3

1,3

0,7

0,7

0,3

120

6,4

3,2

2,1

1,1

3,2

1,1

0,6

1,6

0,6

0,13

150

5,1

2,6

1,7

0,9

2,6

0,9

0,4

1,3

0,5

0,2

200

3,8

1,9

1,2

1,9

0,7

1,0

0,4

300

2,6

1,2

0,9

1,3

0,4

0,7

0,2

400

1,9

0,9

1,0

0,5

 

Таблица 7 - Результаты замеров твердости

Материал

, кгс/мм2

D, мм

Р, кгс

время выдержки под нагрузкой, с

толщина

образца, мм

min допустимая толщина образца, мм

dср отпечатка, мм

НВ

НВтаб

sв

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 2

Определение твердости по методу Роквелла

1.      По методичке даны несколько различных материалов и ориентировочная твердость по Бринеллю НВ:

1.      Сталь шарикоподшипниковая  ШХ15 после термообработки, НВ600- 652;

2.      Сталь рессорно-пружинная 60С2 без термообработки, НВ302- 330;

3.      Сталь углеродистая инструментальная У7 после закалки и среднего отпуска, НВ 410- 460;

4.      Сталь качественная легированная 40Х отожженная НВ217- 230;

5.      Автоматная сталь А12 калиброванная НВ207- 217;

6.      Сталь легированная инструментальная ХВГ после термообработки НВ627- 683.

Все образцы толщиной от 3  до 15 мм

 Названия материалов занести в таблицу 1 (по методическим указаниям) в столбик «Материал»

2.       Подготовить материалы к испытанию, т.е. все поверхностные дефекты (окалина, выбоины, вмятины, грубые риски и т.д.) должны  быть удалены.

Взять образец (нажать ЛКМ на образец) и воспользоваться абразивной шкуркой (нажать ЛКМ на абразивную шкурку).

  1. По материалу образца с указанием ориентировочной твердости по Бринеллю из табл.3 выбирается шкала, индентор, нагрузка.

Результат отбора занести в таблицу 1 (по методическим указаниям) в столбик «Тип шкалы», «Тип индентора», «Нагрузка, кгс»

4.      Измерить толщину каждой испытываемой пластинки.

Воспользоваться  штангенциркулем (нажать ЛКМ на штангенциркуль). Численное значение отобразится в боковом меню, также можно посмотреть значение на самом штангенциркуле.

 

  1. Проводим измерения.

На приборе установлена нагрузка 150кгс.

(см. рис. 4)

Стандартную пластинку положить на опорный столик 21 (нажать ЛКМ на образец).

Включить прибор включателем (нажать ЛКМ на красный переключатель).

В боковом меню посмотрите, какой нужен индентор (алмазный конус с углом при вершине 120° и радиусом закругления 0,2 мм или стальной шарик диаметром 1,5875 мм (1/16 дюйма)), и выберите соответствующий индентор (нажатием на него ЛКМ).

Винт 17 со столиком 21 и пластинкой поднимают вращением маховичка11 к до соприкосновения с индентором (нажать ЛКМ на маховик).

На панели прибора нажимаем ЛКМ на кнопку «ОК».

Результаты записываем в таблицу в столбик «Твердость».

Для того, чтобы провести испытания со всеми образцами, нажмите кнопку «Начать заново» в боковом меню и повторите опыт со следующим образцом.

 

Требования к отчету

 

1.      Отчет выполняется на листах белой бумаги форматом А4 (297´210 мм) с рамкой и соответствующими штампами.

2.      В водной части указываются: цель работы, применяемое оборудование, краткие теоретические сведения по теме.

3.      Приводятся сведения по выполнению указаний методики: обоснования выбора вида индентора, шкалы, нагрузки и т.д.

4.      Приводятся результаты замеров в виде таблиц и краткие выводы.

5.      Приводится список использованной литературы.

 

Отчет

Цель работы _________________________________________________________________

Применяемое оборудование____________________________________________________

Используемые материалы______________________________________________________

Краткие теоретические сведения_________________________________________________

Приводятся сведения по выполнению указаний методики: обоснования выбора вида индентора, шкалы, нагрузки и т.д.________________________________________________

 

Приводятся результаты замеров в виде таблиц и краткие выводы.

Выводы: ____________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

 

Работу выполнил _____________________________________________________

Отчет принял ________________________________________________________

«___» _________________ 200_г.

 

 

 

Контрольные вопросы

 

1.      Что понимают под твердостью материала.

2.      Назвать достоинства испытаний на твердость.

3.      Назвать основные способы определения твердости материалов.

4.      Что такое индентор, из каких материалов они выполняются.

5.      Назвать требования, предъявляемые к испытуемой поверхности образца и к его толщине.

 

 

Литература

 

1.      Золотаревский В.С. Механические свойства металлов. М.: Металлургия. 1983. – 352 с.

2.      Технология металлов и материаловедение. Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьяков А.В. и др. М.: Металлургия, 1987. – 800 с.

3.       Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение.: Машиностроение. 1990. – 528 с.

4.      Материаловедение: Учебник для ВУЗов, обучающих по направлению подготовки и специализации в области техники и технологии / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др. – 5-е изд., стереотип. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 646с.: ил.

5.       «Определение твердости материалов» Методические указания к лабораторной работе по дисциплине "Материаловедение" для студентов всех специальностей очной и заочной форм обучения, - ТюмГНГУ, 2004г.17с.