Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
ЛР № 2. Визначення твердості матеріалів за методом Брінелля.
|
|
Теоретичні відомості.
При вимірюванні твердості матеріалів за Брінеллем стальна загартована кулька діаметром D втискається в досліджуваний зразок навантаженням Р протягом часу 10...180 с. Тиск здійснюється вантажами, пересування яких провадиться за допомогою електродвигуна. Повний набір вантажів з важільною підвіскою подає на кульку зусилля при втискуванні 3000 кГс (29430 Н). Створення інших зусиль забезпечується підбором відповідних вантажів. Навантаження зберігається протягом встановленого на пульті приладу часу, по закінченні якого навантаження автоматично знімається і двигун вимикається. Після вимкнення двигуна поворотом маховика проти годинникової стрілки опускають столик приладу і знімають зразок. При втискуванні кулька утворює на поверхні зразка сферичний відбиток, діаметр якого визначають спеціальним мікроскопом МПБ-2, на окулярі якого нанесена шкала з поділками 0, 05 мм. Діаметр відбитка вимірюють в двох взаємно перпендикулярних напрямках з точністю 0, 05 мм; для визначення твердості приймають середнє значення двох вимірів.
  |
Діапазон вимірювання твердості 8 – 450 НВ. При вимірюванні твердості за Брінеллем застосовують кульки діаметрами 10, 5 і 2, 5 мм.
Число твердості по Брінеллю НВ характеризується відношенням навантаження, діючого на кульку, до площі відбитка.
;
або через h: 
;
де: Р – навантаження, кГс;
D – діаметр кульки, мм;
d – діаметр відбитка, мм;
h – глибина відбитка, мм.
При вимірюванні твердості кулькою діаметром 10 мм під навантаженням 3000 кГс і витримкою 10 с твердість по Брінеллю позначається, наприклад, НВ 140. При інших умовах вимірювання позначення твердості доповнюються індексами в такому порядку: діаметр кульки, мм, навантаження, кГс, тривалість витримки, с. Наприклад, при випробуваннях кулькою діаметром 5 мм під навантаженням 250 кГс, прикладеним на протязі 30 с число твердості за Брінелем (200) буде позначатися НВ 5/250/30 – 200.
Встановлені норми для випробувань по Брінеллю.
Таблиця 1
| Метал (матеріал) | Твердість, кГс/мм2 | Товщина зразка, мм | Співвідн. між Р і D2 К | D, мм | Р, кГс | Витримка, с | ||||||||
| Чорні | 140-450 | 6-3 4-2 > 2 | 10 5 2, 5 | 3000 750 187, 5 | 10 10 10 | |||||||||
| Чорні | < 140 | > 6 6-3 > 3 | 10 5 2, 5 | 1000 250 62, 5 | 10 10 10 | |||||||||
| Кольорові | > 130 | 6-3 4-2 > 2 | 10 5 2, 5 | 3000 750 187, 5 | 30 30 30 | |||||||||
| Кольорові | 35-130 | 9-3 6-3 2-3 | 10 5 2, 5 | 1000 250 62, 5 | 30 30 30 | |||||||||
| Кольорові | 8-35 | > 6 6-3 < 3 | 2, 5 | 10 5 2, 5 | 250 62, 5 15, 6 | 60 60 60 | ||||||||
Таблиця №2 (складання вантажів)
| Р, кГс | Р, Н | Набір вантажів, Н |
| 187, 5 | Підвіска – 1839 | |
| 1839+613 | ||
| 1839+613+2452 | ||
| 1839+613+4903 | ||
| 1839+613+2452+4903 | ||
| 1839+613+2452+5*4903 |
Порядок виконання роботи.
1. Ознайомитись з будовою твердоміра.
2. Виміряти твердість зразків матеріалів.
3. Одержані дані занести в таблицю:
| № | Матеріал | D, мм | Р, кГс | d, мм | t, c | HB, кГс/мм2 | h, мм |
| НВ 370 | 3, 125 | ||||||
| НВ197 | 4, 5 | ||||||
| Різець | 4, 8 | ||||||
| Залізо | 3, 8 | ||||||
| Al сплав | |||||||
| Вініпл. К | 4, 4 | ||||||
| Вініпл. С | 3, 8 | ||||||
| Текстоліт | 3, 3 |
4. По даних вимірювань розрахувати НВ.
Розмістимо таблицю вимірювань у листі MS Excel:
Наберемо в комірці G2 формулу для розрахунку твердості і виконаємо автозаповнення:
5. Виводимо формулу залежності глибини відбитка від діаметра відбитка.
 |
Рис.2
Для визначення глибини лунки скористаємося теоремою Піфагора: накреслимо лунку в діаметральному перерізі (рис.2). Позначимо на цьому кресленні діаметр лунки, яку утворює кулька при втискуванні у зразок. Проведемо один з радіусів перпендикулярно до діаметра лунки, а другий − до до одного з кінців діаметра лунки. Звідси видно, що утворився прямокутний трикутник з катетами D/2-h та d/2 і гіпотенузою D/2. Звідси:
;
= 
− 
;
= 
;
6. Розрахувуємо по цій формулі h і результати заносимо в таблицю.
7. Проводимо аналіз результатів і робимо висновки.