Измерение твердости падающим бойком

(метод Шора) ( ГОСТ 23273-78)

Испытание на твердость этим методом определяется высотой отскока байка, свободно падающего на испытуемую деталь. При падении с определенной высоты энергия бойка расходуется в основном на работу пластической деформации в месте удара и на упругую деформацию – отскок бойка после удара. Причем, чем тверже материал, тем выше его упругость, а, следовательно, на большую высоту подскочет боек после удара.

Прибор ШРС-3 работающий по методу упругой отдачи, состоит из стального бойка 1, на конце которого помещен колпачек с алмазом в форме конуса со сферическим закруглением на конце 2 и вертикальной трубки 3 (рисунок 6)

Число твердости Н в условных единицах фиксируется стрелочным индикатором на линейке прибора. Шкала имеет 140 делений для оценки высоты отскока, причем 100 единиц соответствуют твердости закаленной на мартенсит инструментальной стали. Число твердости по методу Шора является величиной условной и обозначается HSD.

Рисунок 6 - Схема испытания твердости падающим бойком

 

2.1.7. Измерение микротвердости ( ГОСТ 9450-76)

Метод измерения микротвердости предназначен для определения твердости отдельных зерен, фаз и структурных составляющих сплава. Кроме того, микротвердость измеряют для контроля качества материала очень малых по размерам деталей (деталей ручных часов, лент, фольги, проволоки), а также хрупких неметаллических материалов (абразивов, минералов, стекла), полимеров и др.

При определении микротвердости четырехгранная алмазная пирамида (с углом между противоположными гранями при вершине 136⁰) вдавливается в испытуемый материал под очень небольшой нагрузкой от 5 до 500 гс.

Принцип измерения твердости такой же, как по Виккерсу, только пирамида отличается более высокой точностью изготовления, а величина диагонали отпечатка в микронах измеряется с помощью микроскопа и окулярмикрометра. Числа твердости обозначаются символом Нµ, с указанием в индексе величины нагрузки в граммах (например, Н₅₀ = 220 означает, что число микротвердости 220 получено при нагрузке в 50 г). Вместо расчета числа твердости по формуле Виккерса пользуются готовыми таблицами, рассчитанными для определенных нагрузок. Соотношения между значениями твердости, измеренной различными методами, представлены в таблице 4 приложения.

ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ, МАТЕРИАЛЫ,

ИНСТРУМЕНТ

3.1. Приборы Бринелля, Роквелла, Виккерса и другие.

3.2. Отсчетный микроскоп для измерения отпечатков.

3.3. Образцы стали нормализованной, закаленной и отпущенной, цветных сплавов и чугуна.

3.4. Наждачная бумага, напильники.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Студенты делятся на подгруппы, которые последовательно знакомятся с устройством приборов и методами испытания твердости.

4.2. Производится испытание твердости на приборах Бринелля образцов из цветных сплавов (индентор-шарик диаметром 5 мм, нагрузка 2500Н) и чугуна (индентор-шарик диаметром 10 мм, нагрузка 30000Н). Измеряются диаметры отпечатка, и находится число твердости по таблице (таблица 2 приложения).

4.3. Производятся испытания твердости на приборе Роквелла образцов из отожженной стали (индентор-шарик диаметром 1,58 мм, нагрузки: предварительная 100 Н, общая 1000 Н), закаленной и отпущенной стали (индентор-конус из твердого сплава, нагрузки: предварительная 100 Н, общая 1500 Н).

4.4. Полученные числа твердости вместе с обозначением твердости и характеристикой приборов записываются в таблицу 1 (таблицу экспериментальных данных)

4.5. Производится перевод значений твердости по Роквеллу в числа твердости по Бринеллю (таблица А3 приложения А) и записываются в соответствующую графу таблицы экспериментальных данных.

 

Таблица 1 – Таблица экспериментальных данных

Тип прибора	Обоз-на чение твер- дости	Вид индентора	Нагрузки		Испытуе мый материал	Результаты измерений
			Предварительная Р, Н	Общая Р, Н		Показания индикатора	Диаметр отпечатка, мм	Расчетная и переводная твердость (ед. НВ)
ТШ2	НВ	Шарик Ø10 мм		30000	Серый чугун	-
ТШ2	НВ	Шарик Ø5 мм		2500	Бронза	-
ТК2	НRB	Шарик Ø1,58 мм	100	1000	Сталь отож.		-
ТК2	HRC	Конус	100	1500	Сталь закал.		-

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5.1. Наименование работы.

5.2. Цель работы

5.3. Таблица Экспериментальных данных (таблица 1).

5.4. Схемы испытаний (рисунки 2, 3, 4, 5)

5.5. Анализ результатов испытаний твердости заданных материалов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Что такое твердость?

6.2. Твердость каких материалов можно замерить методом Бринеля?

6.3. Какой индентор используется на приборе Бринеля?

6.4. Как обозначается твердость по методу Бринеля?

6.5. Твердость каких материалов можно замерить методом Роквелла?

6.6. Какой индентор используется на приборе Роквелла?

6.7. Как обозначается твердость по методу Роквелла

6.8. В каких случаях используется замер твердости по методу Виккерса?

6.9. Какой индентор используется на приборе Виккерса?

6.10. Как обозначается твердость по методуВиккерса?

6.11. В каких случаях используется замер твердости по методу Шора?

6.12. Как обозначается твердость по методу Шора?

6.13. Что обозначает надпись Н₅₀ = 220?

Лабораторная работа № 2