материаловедение. отчет матвед. Механические свойства металлов и их испытание. Испытание на твердость по Бринеллю. Испытание на твердость по Роквеллу

Название	Механические свойства металлов и их испытание. Испытание на твердость по Бринеллю. Испытание на твердость по Роквеллу
Анкор	материаловедение
Дата	07.03.2023
Размер	1.17 Mb.
Формат файла
Имя файла	отчет матвед.doc
Тип	Отчет #973372

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный университет

Кафедра металлургии цветных металлов

Отчёт по лабораторной работе № 1

По дисциплине: Материаловедение

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Механические свойства металлов и их испытание. Испытание на твердость по Бринеллю. Испытание на твердость по Роквеллу.

Выполнил: студент гр. ОНГ-10-1 ______________ /Кущенко А.Н./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

______________ /Игнатов Н.С./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

______________ /Килин А.С./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}
Дата: 20 февраля 2012

Проверил: ассистент ____________ /Кремчеева Д.А./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}
Санкт-Петербург

2012

Содержание задания.

ИСПЫТАНИЕ НА ТВЕРДОСТЬ ПО БРИНЕЛЛЮ.

Задание

1. Провести испытание на твердость по Бринеллю образцов стали и сплавов цветных металлов различной толщины.

2. Определить твердость.

3. Изучить:

а) схему испытания (с зарисовкой) (и величину) твердости по Бринеллю;

б) выбор диаметра шарика и нагрузки:

в) подготовку прибора и проведение испытания;

г) методику измерения отпечатка с помощью лупы (с зарисовкой схемы отсчета по шкале лупы);

д) определение твердости по таблице.

4. Результаты испытания оформить в виде протокола.
Цель работы – ознакомиться с методикой определения твердости металлов по Бринеллю.

ИСПЫТАНИЕ НА ТВЕРДОСТЬ ПО РОКВЕЛЛУ

Задание

1. Провести испытание на твердость по Роквеллу образцов стали в отожженном и закаленном состоянии, сплавов цветных металлов и твердых сплавов.

2. Определить твердость.

3. Изучить:

а) схему испытания и величину твердости по Роквеллу;

б) выбор нагрузки и наконечника;

в) подготовку прибора и проведение испытания.

4. Результаты испытания оформить в виде протокола.
Цель работы - ознакомиться с методикой определения твердости металлов по глубине вдавливания алмазного конуса или шарика (по Роквеллу).

Ход работы:

ИСПЫТАНИЕ НА ТВЕРДОСТЬ ПО БРИНЕЛЛЮ.

Схема испытания и величина твердости по Бринеллю

Испытание на твердость по Бринеллю производится вдавливанием в испытуемый образец стального шарика определенного диаметра под действием заданной нагрузки в течение определенного времени.

Схема испытания на твердость по Бринеллю дана на рис. l. В результате вдавливания шарика на поверхности образца получается отпечаток (лунка). Отношение нагрузки Рк поверхности полученного отпечатка (шарового сегмента) F дает число твердости, обозначаемое НВ:

=, (1)

где

P – нагрузка на шарик, кГ; F – поверхность отпечатка, мм²; D – диаметр вдавливаемого шарика, мм; d – диаметр отпечатка, мм. [HB] = кГ/мм².

Риc. l. Схема испытания на твердость по Бринеллю.

Таблица 1. Протокол испытания на твердость по Бринеллю

№ пп	Материал, толщина образца, мм	Условия испытания (диаметр шарика в мм и нагрузка в кг)	Диаметр отпечатка, мм				Твердость НВ
			Отпечаток				Отпечаток				Сред-нее
			1-й	2-й	3-й	1-й		2-й	3-й
1	2	3	4	5	6	7		8	9	10
1	алюминий	5мм, 250кг	2,2	2,2125	2,25	624		609	595	609,3
2	алюминий	10мм, 250кг	3,825	3,875	3,775	212		209	218	213
3	сталь	10мм, 3000кг	4,875	4,85	4,8775	1520		1520	1520	1520

Расчеты, сделанные по формуле =:

ИСПЫТАНИЕ НА ТВЕРДОСТЬ ПО РОКВЕЛЛУ

Схема испытания и величина твердости по Роквеллу

Испытание на твердость по Роквеллу производят вдавливанием в испытуемый образец (деталь) алмазного конуса с углом при вершине 120° или стального закаленного шарика диаметром 1,588мм. Шарик и конус вдавливают в испытываемый образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной Р₀ и основной P₁. Общая нагрузка Р будет равна сумме предварительной Р₀ u основной P₁ нагрузок (рис. 6): P = P₀+P₁. Предварительная нагрузка Р₀ во всех случаях равна 100 Н*, основная Р₁ и общая Р нагрузки при вдавливании стального шарика (шкала В) составляют Р₁ = 900 Н. Р = 100 + 9 00 = 1000 Н, а при вдавливании алмазного конуса (шкала С) Р₁ = 1400 Н, Р = 100 + 1400 = 1500 Н; при вдавливании алмазного конуса (шкала А) Р₁= 500 Н, Р = 100 + 500 = 600 Н.

Число твердости по Роквеллу — число отвлеченное и выражается в условных единицах.

За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0.002 мм. Число твердости по Роквеллу HR определяется по формулам: при измерении по шкале В HR = 130 – е, при измерении по шкалам С и А HR =100 – е.

Величина е определяется по следующей формуле:

,

где h– глубина внедрения наконечника в испытуемый материал под действием общей нагрузки Р, измеренная после снятия основной нагрузки P₁ с оставлением предварительной нагрузки Р₀; h₀ – глубина внедрения наконечника в испытуемый материал под действием предварительной нагрузки Р₀ (см. рис. 6).

В зависимости от индентора и от нагрузки, при которой проводят испытание (т. е. по какой шкале: В, С или А), число твердости обозначают HRB, HRC, HRA.

Определение твердости на приборе типа Роквелла имеет широкое применение, так как этот прибор дает возможность испытывать мягкие, твердые, а также тонкие материалы. Отпечатки от конуса или шарика очень малы, и поэтому можно испытывать готовые детали без их порчи; испытание легко выполнимо и занимает мало времени (несколько секунд); не требуется никаких измерений, и число твердости читается прямо на шкале. Значения твердости по Роквеллу могут быть переведены в значения твердости по Бринеллю.
Таблица2. Протокол испытания на твердость по Роквеллу

№	Материал образца	Шкала	Первое измере-ние	Второе измере-ние	Третье измере-ние	Сред-нее	Твердость по Бринеллю
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Эталон C		46	47,5	46	46,4	444
2	Эталон A		80,5	81,5	81,5	81,16	682
3	Эталон B		90,2	98	98,2	95,46	207
4	Сталь		52	52	50,5	51,5	514

Вычисление погрешности, при измерении твердости по Роквеллу:

Вывод: В данной лабораторной работе были выполнены следующие цели: ознакомиться с методикой определения твердости металлов по методам Бринелля и Роквелла. Так же были вычислены значения твердости металлов, выбранных для эксперимента. Данные значения находятся в таблицах 1 и 2.