 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Измерение твердости вдавливание стального шарика
(метод Бринелля)
По методу Бринелля твердость металла определяют вдавливанием в испытуемый образец (изделие) закаленного стального шарика (рисунке 3.1а) диаметром 10; 5 или 2,5 мм под действием заданной нагрузки в течении определенного времени и выражают числом твердости НВ, полученный путем деления приложенной нагрузки Р в кг на поверхность образовавшегося на образце отпечатка шарика (шарового сегмента) F в мм:
, [кг / мм2 ] (3.1)
где Р - нагрузка в кг; D - диаметр шарика в мм; d - диаметр отпечатка шарика в мм.
Диаметр шарика, нагрузку и длительность выдержки под нагрузкой выбирают в зависимости от твердости и толщины образца (таблице 3.1).
Чем тверже металл, тем меньше диаметр отпечатка и тем выше число твердости по Бринеллю.
Диаметр отпечатка измеряется при помощи специальной лупы, имеющей шкалу с ценой деления 0,1 мм или 0,05мм (рисунок 3.1б).
| 
|
| а) | б) |
| Рисунок 3.1 - Схема определения твердости по Бринеллю (а) и отсчет по шкале (б) |
При диаметре шарика 10 мм и нагрузке 3000 кг твердость обозначается цифрами перед символом HB, например 250 HB, что означает твердость по Бринеллю 250 кг /мм2.
Во избежание сложных вычислений числа твердости для каждого отпечатка на практике используются готовыми таблицами.
Таблица 3.1 – Выбор режимов испытаний на твердость методом Бринелля
| Матери-ал | Интер-вал твердо-сти в числах Бри-нелля | Минималь-ная толщина испытуе-мого образца, мм | Соотноше-ние между нагрузкой Р и диаметром шарика D | Диаметр шарика D, мм | Нагрузка Р, кг | Выдерж-ка под нагру-зкой, сек |
| Черные металлы | 140-450 | От 6 до 3 | Р=30D2 | |||
| От 4 до 2 | ||||||
| Менее 2 | 2,5 | 187,5 | ||||
| Черные металлы | Менее 140 | Более 6 | Р=10D2 | |||
| От 6 до 3 | ||||||
| Менее 3 | 2,5 | 62,5 | ||||
| Цветные металлы | Более 130 | От 6 до 3 | Р=30D2 | |||
| От 4 до 2 | ||||||
| Менее 2 | 2,5 | 187,5 | ||||
| Цветные металлы | 35-130 | 0т 9 до 5 | Р=10D2 | |||
| От 6 до 3 | ||||||
| Менее3 | 2,5 | 62,5 | ||||
| Цветные металлы | 8-35 | Более 6 | Р=2,5D2 | |||
| От 6 до 3 | 62,6 | |||||
| Менее3 | 2,5 | 15,6 |
Между числами твердости по Бринеллю и пределом прочности σв металлов существует следующая приближенная зависимость:
(3.2)
где к - коэффициент, определяемый по таблице (3.2).
Таблица 3.2 – Выбор значения коэффициента к в зависимости от вида испытуемого материала
| Сталь легированная | 0,34 | Дуралюминий | 0,37 |
| Сталь углеродистая | 0,36 | Медь холоднокатаная | 0,35 |
| Алюминий отожженный | 0,4 | Медь отожженная | 0,48 |
Наиболее распространенными стандартными условиями при испытании твердости являются: нагрузка 3000 кг, диаметр шарика 10 мм и длительность выдержки 10 сек.
| 
|
| а) | б) |
| Рисунок 3.2 - Прибор типа ТШ с механическим приводом: а – общий вид; б – кинематическая схема |
Для определения твердости по Бринеллю используются твердомером типа ТШ (рисунок 3.2).
Прибор имеет станину 1, в нижней части которой помещен винт 2 со сменными столиками 4 для испытуемых образцов. Перемещения винта осуществляется вручную маховиком 3. В верхней части станины находится шпиндель 6 со сменными наконечниками, в которые вставляются шарики 5. Основная нагрузка прикладывается к образцу посредством рычажной системы. На длинном плече основного рычага 7 имеется подвеска 8 с грузами 9. Комбинацией грузов можно осуществить нагрузки 187,5; 250; 750; 1000 и 3000 кг. Нагрузка прилагается автоматически с помощью электродвигателя 11, находящегося внутри станины, при нажатии пусковой кнопки. Для установки продолжительности испытания служит передвижной упор переключателя 10, устанавливающийся до начала испытания в положение, соответствуующее требуемой выдержке (10, 30 или 60 сек).
Недостатки метода Бринелля:
- невозможность испытания материалов, имеющих твердость более 450 НВ, так как шарик будет деформироваться и показания будут неточными;
- невозможность испытания твердости тонкого поверхностного слоя и пластин (менее 1-2 мм), так как шарик будет продавливать тонкий слой материала;
- после испытания остаются заметные следы на поверхности изделия.
Поиск по сайту: