2018-03-09
181
Наиболее распространенным прибором для испытания на твердость по Бринеллю является автоматический рычажный пресс.
Схема автоматического рычажного пресса показана на рисунке 2. В верхней части станины 1 имеется шпиндель 2, в который вставляется наконечник с шариком 3. Может быть установлен один из трех наконечников — с шариком диаметром 10, 5 или 2,5 мм в зависимости от толщины испытуемого материала. Столик 4 служит для установки на нем испытываемого образца 5. Вращением по часовой стрелке рукоятки 6 приводят в движение винт 7, который, перемещаясь вверх, поднимает столик 4, и образец 5 прижимается к шарику 3. При вращении рукоятки 6 до тех пор, пока указатель 8 не станет против риски, пружина 9 сжимается до отказа и создается предварительная нагрузка в 100 кг.
Электродвигатель 10, который включают нажатием кнопки, расположенной сбоку пресса, приводит во вращение эксцентрик 11. При вращении эксцентрика 11 шатун 12, перемещаясь вниз, опускает рычаг 13 и соединенную с ним подвеску 14 с грузами 15, создавая этим нагрузку на шарик, который вдавливается в образец. При дальнейшем вращении эксцентрика11 шатун 12, перемещаясь вверх, поднимает рычаг 13 и подвеску 14 с грузами 15, снимая этим нагрузку с шарика. Когда рычаг и подвеска с грузами достигнут исходного положения, автоматически дается сигнал звонком и автоматически выключается электродвигатель. Вращением рукоятки 6 против часовой стрелки опускают столик 4. В зависимости от грузов, установленных на подвеске 14, создается различная нагрузка
|
|
|
Рисунок 2 - Схема автоматического рычажного пресса для определения твёрдости.
Пределы измерения твердости 8...450 НВ.
Испытательные нагрузки 187.5; 250.0; 750.0; 1000.0; 3000.0 кгс.
Предел допускаемой погрешности нагрузок не должен быть более ±1%.
Продолжительность выдержки испытуемого образца под нагрузкой 10±2; 30±4; 60±6 сек.
Метод Роквелла
Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рисунок 1 б)
Индентор для мягких материалов (до НВ 230) – стальной шарик диаметром 1/16” (Ø1,6 мм), для более твердых материалов – конус алмазный.
Нагружение осуществляется в два этапа. Сначала прикладывается предварительная нагрузка P0 (10 ктс) для плотного соприкосновения наконечника с образцом. Затем прикладывается основная нагрузка Р1, в течение некоторого времени действует общая рабочая нагрузка Р. После снятия основной нагрузки определяют значение твердости по глубине остаточного вдавливания наконечника h под нагрузкой P0.
В зависимости от природы материала используют три шкалы твердости (таблица 1). Таблица 1 – Шкалы для определения твердости по Роквеллу
|
|
|
| Шкала | Обозначение | Индентор | Нагрузка, кг | Область применения | ||
| Р0 | Р1 | Р2 | ||||
| А | HRA | Алмазный конус | 10 | 50 | 60 | Для особо твердых материалов |
| В | HRB | Стальной закаленный шарик | 10 | 90 | 100 | Для относительно мягких материалов |
| С | HRC | Алмазный конус | 10 | 140 | 150 | Для относительно твердых материалов |
Метод Виккерса
Твердость определяется по величине отпечатка (рисунок 1 в).
В качестве индентора используется алмазная четырехгранная пирамида с углом при вершине 136°.
Твердость рассчитывается как отношение приложенной нагрузки P к площади поверхности отпечатка F. Нагрузка Р составляет 5…100 кгс. Диагональ отпечатка d измеряется при помощи микроскопа, установленного на приборе.
Число твердости по Виккерсу обозначается символом HV с указанием нагрузки P и времени выдержки под нагрузкой, причем размерность числа твердости (кгс/мм2) не ставится. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой принимают для сталей 10 – 15 с, а для цветных металлов – 30 с.
Например, 450 HV10/15 означает, что число твердости по Виккерсу 450 получено при P = 10 кгс (98,1 Н), приложенной к алмазной пирамиде в течение 15 с.
Метод Виккерса наиболее предпочтителен для измерения высоких значений твердости, например, карбидо-вольфрамовых твердых сплавов, твердых минералов и минералокерамики.
Преимущество данного способа в том, что можно измерять твердость любых материалов, тонкие изделия, поверхностные слои. Высокая точность и чувствительность метода.
Порядок выполнения работы:
1. Ознакомиться с теоретическими основами.
2. Ответить на контрольные вопросы, оформить отчет.
3. Сдать работу преподавателю.
Требования к отчету:
Ø Номер практического занятия
Ø Название практического занятия
Ø Цель работы
Ø Выполнение Заданий 1, 2, 3
Ø Ответы на контрольные вопросы
Ø Вывод
Задание 1. Заполните схему, приведенную на рис.1.
Задание 2. Используя информационный банк, заполните схему, представленную на рис.2:
