Отчёт по лабораторной работе № 1

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

I) Цель работы: ознакомитьсяс методами измерения твердости по Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу.

II)Теоретический материал:

Твердость – способность материала сопротивляться в проникновение в него другого более твердого материала.

Измерение твердости по Бринеллю

Сущность метода заключается во вдавливании стального шарика диаметром D=10;5;2.5 мм в образец под действием нагрузки P=1875;7500;30000 H в течение 10 с для стали и чугуна; для цветных металлов – 30 с; измерении диаметра отпечатка d [мм] лупой после снятия нагрузки. Идентичность результатов измерения твердости при разных диаметрах шарика обеспечивает закон подобия Число твердости НВ определяют отношением нагрузки Р к площади сферической поверхности отпечатка F по формуле:

(1)

Измерение твердости по Роквеллу

Сущность метода заключается во вдавливании алмазного конуса с углом при вершине 120° или стального шарика d=1.588 мм в образец под действием нагрузки, приложенной перпендикулярно поверхности образца.

Алмазный конус применяют для испытания твердых металлов, шарик мягких. Наконечник вдавливают двумя последовательными нагрузками – предварительной, равной Р=100Н, и основной, которая в сумме с предварительной составляет 1000Н для шарика (шкала В), 1500 Н для алмазного конуса (шкала С) и 600 Н для алмазного конуса при испытания очень твердых и тонких материалов (шкала А).

Твердость по Роквеллу измеряют в условных единицах. За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм. Число твердости – величина, обратная глубине вдавливания. Твердость по Роквеллу обозначается: НRA – при испытании алмазным конусом при нагрузке 600 Н, HRC – то же при нагрузке 1500 Н и HRB – при испытании стальным шариком при нагрузке 1000Н. Значение твердости считывается по шкале в относительных единицах в диапазоне значении от 0 до 100.

Измерение твердости по Виккерсу

Сущность метода заключается во вдавливании четырехгранной алмазной пирамиды с углом в образец под действием нагрузки Р=10-1000Н, приложенной перпендикулярно поверхности образца, и измерении длины диагонали d после снятия нагрузки. Число твердости определяют как отношение нагрузки Р к площади боковой поверхности отпечатка F по формуле: НV=P/F=1.8544*P/d².

III)Таблицы:

Таблица 1

Протокол испытаний

Таблица 2

Протокол испытаний

Материал образца	Твердость по результатам измерений	Твердость в переводе на НВ, МПа	Пересчетная формула на прочность	Предел прочности
ЭА
Ст3
Сталь 45				343.3
У8				826.7

IV)Пример расчета:

1) Для стали пересчетная формула на прочность имеет следующий вид:

,

где — предел прочности.

V)Вывод:

Простота метода Роквелла (главным образом, отсутствие необходимости измерять диаметр отпечатка) привела к его широкому применению в промышленности для проверки твёрдости. Также не требуется высокая чистота измеряемой поверхности (например, методы Бринелля и Виккерса включают замер отпечатка с помощью микроскопа и требуют полировку поверхности). К недостатку метода Роквелла относится меньшая точность по сравнению с методами Бринелля и Виккерса. Зная твёрдость по Бринеллю, можно быстро найти предел прочности и текучести материала, что важно для прикладных инженерных задач.

Поиск по сайту: