Измерительного микроскопа: а, б, в - различные этапы измерения

 

Затем вычисляют среднее арифметическое значение диагонали отпечатка, по которому с помощью таблиц определяют значение твердости HV (табл.4.2). Имеющийся на окуляре микроскопа дополнительный правый штрих применяют при массовых, серийных измерениях твердости. Для достоверного определения твердости необходимо выполнить массив измерений на нескольких образцах и статистически их обработать. При этом расстояние между центром первого отпечатка и краем второго, смежного с ним (или краем образца) должно быть не менее 2,5 диагоналей отпечатка.

 

4.3.Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с методиками измерения твердости на приборах.

2. Произвести определение твердости 2-3 деталей (образцов) машин на прессе Бринелля: получить отпечаток, измерить диаметр отпечатка с помощью микроскопа и, в зависимости от диаметра отпечатка, определить твердость по таблице.

Таблица 4.2

Значения твердости по Виккерсу HV в зависимости от диагонали

отпечатка d при нагрузке Р = 98,1 Н

Диагональ отпечатка d, мм	Значение твердости HV, МПа	Диагональ отпечатка d, мм	Значение твердости HV, МПа	Диагональ отпечатка d, мм	Значение твердости HV, МПа	Диагональ отпечатка d, мм	Значение твердости HV, МПа
0,11		0,37		0,63		0,89	234 "
0,12		0,38		0,64		0,90
0,13		0,39		0,65		0,91
0,14		0,40		0,66		0,92
0,15		0,41		0,67		0,93
0,16		0,42		0,68		0,94
0,17		0,43		0.69		0,95
0,18		0,44		0,70		0,96
0,19		0,45		0,71		0,97	197,1
0,20		0,46		0,72		0,98	193,1
0,21		0,47		0,73		0,99	189,2
0,22		0,48		0,74		1,00	185,4
0,23		0,49		0,75		1,01	181,8
0,24		0,50		0,76		1,02	178,3
0,25		0,51		0,77'		1,03	174,8
0,26		0,52		0,78		1,04	171,4
0,27		0,53		0,79		1,05	168,2
0,28		0,54		0,80		1,06	165,0
0,29		0,55		0,81		1,07	162,0
0,30		0,56		0,82		1,08	159,0
0,31		0,57		0,83		1,09	156,1
0,32		1,58		0,84		1,10	153,3
0,33		0,59		0,85		1,11	150,5
0,34		0,60		0,86		1Д2	147,8

Примечание: Для определения значения твердости HV при любой другой величине нагрузки приведенное в таблице значение твердости HV необходимо умножить на коэффициент Р/98,1. Например, при Р=196,2 H диагональ отпечатка 0,3 мм дает значение твердости HV 4120.

3. Произвести определение твердости на прессе Роквелла.

4. Произвести измерения твердости на других приборах.

5. Сопоставить результаты твердости, полученные разными методами и дать заключение о факторах влияющих на твердость.

 

Методика выполнения работы

1. Уясните цель работы.

2. Изучите методические основы и приемы измерения твердости металлов, информацию об используемых в работе методах занесите в табл.4.3.

3. Полученные результаты занесите в табл.4.4.

4.Сопоставьте, используя табл.4.5, полученные значения твердости с величинами твердости по другим методам.

5.Составьте отчет о работе.

Таблица 4. 3

Характеристикаиспользуемых методов измерения твердости

 

Метод измерения твердости	Схема измерения твердости	Определение твердости	Марка используемого прибора	Условия измерения
Твердость по Бринеллю (НВ, МПа)	Рис.1	HB=P/F=2P/ πD(D-√D2-d2) где Р-приложеная нагрузка, Н; F -площадь отпечатка, мм; D -диаметр шарика, мм; d -диаметр отпечатка, мм	ТШ-1	Р=7350Н; D=5 мм; τ=10с.
Твердость по Роквеллу (HR)	Рис.5	HR=f(h)	ТК-2	Р=1471 Н; индентор – алмазный конус шкала С
Твердость по Виккерсу (HV, МПа)	Рис.7	HV = P/f =2P ·sin(α/2)/d2= =1,8544 P/ d2, где Р - приложен, нагрузка, Н; F – площадь отпечатка, мм2; d – диагональ отпечатка, мм; α – угол при вершине, равный 136°	ТП-2	Р=294,3 Н; τ = 10с

 

Таблица 4.4

Результаты измерения твердости

Материал	Твердость по Бринеллю (НВ, МПа)	Материал	Твердость по Роквеллу HRC	Материал
	Закаленная сталь
Чугун	и т.д.	и т.д.	Медь
	НВ ± ∆НВ	HRC ± ∆HRC

Содержание отчета

4.5.1. Цель работы.

4.5.2. Измерьте твердость чугуна по Бринеллю (прибор марки ТШ-1, Р=7500 Н, τ =10 с, индентор - шарик диаметром 5 мм); выполните массив измерений и статистически обработайте его,

4.5.3. Измерьте твердость закаленной стали по Роквеллу (прибор марки ТК-2, Р=1471 Н, индентор - алмазный конус) или Виккерсу (прибор марки ТП-2, Р=294,3 Н, τ=10 с); выполните массив измерений и статистически обработайте его.

4.5.4. Методические основы и приемы измерения твердости (сущность, схема измерения и методика определения).

4.5.5. Результаты измерения твердости чугуна по Бринеллю.

4.5.6. Результаты измерения твердости закаленной стали по Роквеллу или Виккерсу.

4.5.7. Табл.4.3 и 4.4 с полученными результатами.

4.5.8. Результаты сопоставления полученных значений твердости с величинами твердости по другим методам

Таблица 4.5

Ориентировочный перевод значений твердости, определяемой

Различными методами

 

НВ, МПа	HRA	HRB	HRC	HV, МПа	НВ, МПа	HRA	HRB	HRC	HV, МПа
		-
		-
		-
		-

Окончание табл.4.5

		-
		-
		-
		-
		-
		-
		-
		-
		-
		-
		-
		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-
		-				-		-

4.6. Контрольные вопросы

4.6.1.Что характеризует твердость металлов?

4.6.2. Какие методы измерения твёрдости получили наибольшее распространение?

4.6.3. Какой из методов требует наименьших затрат времени?

4.6.4. В чем заключается особенность возникающей при измерении твердости методом вдавливания пластической деформации?

4.6.5. Каковы схемы измерения твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу?

4.6.6. Какова размерность единиц измерения твердости НВ, HRC, HV?

4.6.7. Каковы сферы применения методов Бринелля, Роквелла, Виккерса?

4.6.8. Какой из методов измерения твердости - по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу - предпочтителен для измерения твердости тонких деталей?

4.6.9. В чем отличие измерения твердости по Виккерсу от измерения микротвердости?

4.6.10. Как готовится образец для измерения твердости?