Учебное пособие: Металлы и сплавы
Таблица 1.5 - Протокол
испытания на растяжение
Параметры |
Материал |
|
|
Значение максимальной силы Рmax по
отсчетному устройству, кгс
|
|
|
Предел прочности sв, вычисленный по этому значению
силы, кгс/мм2
|
|
|
Результаты испытаний: |
- предел пропорциональности
sпц, кгс/мм2
|
|
|
- физический предел текучести
sт, кгс/мм2
|
|
|
- условный предел текучести s0,2, кгс/мм2
|
|
|
- предел прочности sв, кгс/мм2
|
|
|
Относительное удлинение после
разрыва d, % : |
- по образцу |
|
|
- по диаграмме |
|
|
Относительное сужение y, % |
|
|
Заключение о свойствах испытанного
материала: |
- прочностные |
|
|
- пластические |
|
|
Лабораторная работа № 2
Определение твердости металлов и сплавов
Цель работы
1. Ознакомиться
с устройством приборов.
2. Изучить
методику определения твердости металлов по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу
(подготовка образцов, выбор наконечников и нагрузки, порядок определения
твердости, области применения).
3. Определить
твердость образцов из различных материалов по Бринеллю и Роквеллу.
4. Вычислить
приближенное значение предела прочности по полученному значению НВ.
5. Перевести
числа твердости по Роквеллу в числа твердости по Бринеллю.
Содержание работы
Твердость – это способность
материала сопротивляться внедрению в него других тел определенной формы и
размеров под действием определенных сил. Измерение твердости можно осуществлять
по методам Бринелля, Роквелла и Виккерса. В данной работе рассматриваются
первые два метода.
Метод Бринелля
Метод измерения твердости
металлов и сплавов по Бринеллю регламентируется ГОСТ 9012-59 (СТ СЭВ 468-77).
Сущность метода заключается
во вдавливании стального закаленного шарика диаметром 2,5; 5,0 или 10 мм в
испытываемый образец (изделие) под действием нагрузки, приложенной
перпендикулярно к поверхности образца в течение определенного времени, и
измерении диаметра отпечатка после снятия нагрузки (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема получения
отпечатка
Твердость по Бринеллю
определяется отношением приложенной нагрузки Р (кгс) к площади поверхности
отпечатка F (мм2):
.
(2.1)
Площадь поверхности в виде
шарового сегмента определяется выражением
, (2.2)
где D
– диаметр шарика, мм;
d
– диаметр отпечатка, мм.
Твердость выражается в МПа
или кгс/мм2. При определении твердости по Бринеллю нагрузка и
диаметр шарика должны соответствовать закону подобия
Р=кD2,
(2.3)
где к – постоянная для
данного материала величина, равная 30, 10 или 2,5, которая выбирается в
зависимости от вида материала, его предполагаемой твердости и толщины
испытываемого образца.
Диаметр шарика D, нагрузку Р и длительность выдержки t выбирают в соответствии с ГОСТом в зависимости от вида
материала, его ориентировочной твердости НВ и толщины образца d (табл. 2.1). В табл. 2.1 приведены также
значения коэффициента к.
Таблица 2.1 - Выбор
диаметра шарика, нагрузки и длительности выдержки
Материал |
Твердость по Бринеллю |
Толщина образца d, мм |
Коэффициент К |
Диаметр шарика D, мм |
Нагрузка Р, кгс |
Выдержка под нагрузкой t, с |
Черные металлы |
>140-150 |
6-3
3-2
< 2
|
30 |
10,0
5,0
2,5
|
3000
750
187,5
|
10 |
-«- |
< 140 |
> 6
6-3
< 2
|
10 |
10,0
5,0
2,5
|
1000
250
62,5
|
10 |
Цветные металлы |
> 130 |
6-3
4-2
< 2
|
30 |
10,0
5,0
2,5
|
3000
750
187,5
|
30 |
-«- |
35-130 |
9-5
6-3
< 2
|
10 |
10,0
5,0
2,5
|
1000
250
62,5
|
30 |
-«- |
8-35 |
> 6
6-3
< 3
|
2,5 |
10,0
5,0
2,5
|
250
62,5
15,6
|
30 |
Диаметр отпечатка измеряют
специальным отсчетным микроскопом МПБ-2, на окуляре которого нанесена шкала с
делениями, соответствующими десятым долям миллиметра, с точностью до 0,05 мм в
двух взаимно перпендикулярных направлениях. Принимают среднюю из полученных величин.
На рис. 2.2 показан способ
измерения отпечатка по шкале отсчетного микроскопа. В рассматриваемом случае
диаметр отпечатка равен 4,3 мм.
Измерив диаметр отпечатка,
площадь поверхности отпечатка F определяют по формуле
(2.2) и, зная величину приложенной силы Р, твердость определяют по формуле
(2.1) или находят по табл. 2.2.
Рис. 2.2. Измерение
отпечатка с помощью отсчетного микроскопа
При измерении твердости
шариком D=10 мм под нагрузкой Р=29430 Н (3000 кгс) с
выдержкой t=10 с твердость по Бринеллю
обозначают цифрами, характеризующими число твердости, и буквами НВ, например
175НВ (здесь175 – число твердости, кгс/мм2, НВ – твердость по
Бринеллю). При других условиях испытания после букв НВ указывают условия
испытания в следующем порядке: диаметр шарика, нагрузка и продолжительность
выдержки под нагрузкой, разделенные наклонной чертой, например 200НВ5/250/30. Между
числом твердости по Бринеллю НВ и пределом прочности sв существует примерная количественная зависимость sв = K НВ,
где K – коэффициент, определенный опытным путем (табл.
2.3).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
|