Программа и методика эксперимента

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 13

по материаловедению

«Измерение твердости по Бринеллю»

ЛР-02069964-220501-13-12

Автор отчета М. С. Вдовичева

Обозначение отчета ЛР – 02069964 – 220501 – 13 – 12

Преподаватель И. А. Баринова

Саранск

Цель работы и задачи

Цель работы: измерить твердость по Бринелю.

Задачи:

– определить твердость образцов стали и чугуна;

– определить твердость образцов различных марок цветных металлов и сплавов различной толщины;

– обосновать условия выбора диаметра шарика и нагрузки.

Программа и методика эксперимента

Мне были даны четыре вида образца с отпечатками, для которых я должна была провести измерения твердости методом Бринеля, включающий в себя вдавливание стального шарик диаметром D в испытуемый образец по нагрузкой Р, приложенной в течение определенного времени, и после снятия нагрузки измеренный диаметр d оставшегося на поверхности образца отпечатка (рисунок 1).

Рисунок – 1. Схема определения твердости по Бринелю

Число твердости по Бринелю (НВ) определяла как отношение нагрузки Р, действующей на шаровой индентор диаметром D, к площади F шаровой поверхности отпечатка:

HB = P/F = 2P / [πD*(D – √D² – d²)], (1)

где Р – действующая нагрузка на шаровой индентор;

D – диаметр шарового индентора;

d – диаметр оставшегося на поверхности образца отпечатка;

F – площадь шаровой поверхности отпечатка.

Площадь отпечатка определяла по глубине вдавливания индентора:

F = πDh, (2)

где h – глубина отпечатка шарового индентора.

При определении твердости по Бринелю используют шаровые инденторы диаметром 2,5; 5 или 10 мм. Их изготовляют из стали твердостью не менее 850 кгс/мм². С помощью метода Бринеля можно испытывать материалы твердостью от НВ 8 до НВ 450. Минимальная толщина испытуемого образца должна быть не менее 10 – кратной глубины отпечатка. При известной НВ примерная глубина отпечатка:

h = P / (π*D*HB), (3)

где HB – число твердости.

Диаметр отпечатка измеряла с точностью (0,01 – 0,05 мм) с помощью микроскопа. Средние значения НВ определяла по 3 отпечаткам.

Расстояние от центра отпечатка до края образца было не менее 2,5 d, а расстояние между центрами двух соседних отпечатков – не менее 4d.

Отпечаток измеряла микроскопом в двух взаимно пер­пендикулярных направлениях, диаметр отпечатка находила как среднее ариф­метическое из трех измерений. Число твердости по Бринелю определяла по формуле (1) с округлением результатов до целого числа для металлов с твердостью 100 кгс/мм² (9,80 – 10^-6Н/м²). Диаметры полученных отпечатков находились в пределах 20 – 60% от диаметра шарика.

При проведении измерений мною были использованы: микроскоп, образцы меди, алюминия, стали, латуни с отпечатками.

3 Результаты исследования

В таблице 1 представлены результаты измерений отпечатков для образцов 1 – 4, проводимых в двух взаимно перпендикулярных направлениях:

Таблица 1– Измерение отпечатков и вычисления твердости для образцов 1 – 4

Поиск по сайту: