Особенности проведения испытаний

При испытаниях применяют следующие нагрузки Р, кгс (Н): 1 (9,807); 2 (19,61); 2,5 (24,52); 3 (29,42); 5 (49,03); 10 (98,07); 20 (196,1); 30 (294,2); 50 (490,3); 100 (980,7). Испытания обычно производят при температурах от 10 до 35 °С и плавном возрастании нагрузки до необходимого значения. Если имеются разногласия в определении твердости, то в зоне умеренного климата испытания проводят в интервале 18 ­ 22 °С. Продолжительность времени выдержки под нагрузкой составляет 10 ­ 15 с. Расстояние от центра отпечатка до края образца или до края соседнего отпечатка должно быть ≤ 2,5d (d ­ длина диагонали отпечатка). Если определяют твердость слоя материала неизвестной толщины, то проводят несколько последовательных измерений с уменьшающейся величиной нагрузки. При изменении твердости нагрузку следует уменьшать до тех пор, пока при двух смежных нагрузках значения твердости будут близки или совпадать. Диагонали отпечатка измеряют с погрешностью не более: ±0,001 мм (если d≤0,2 мм) и ±0,5 % (если d > 0,2 мм). Разность диагоналей одного отпечатка не должна превышать 2 % от меньшей из них. Для анизотропных материалов различие в величине диагоналей допускается устанавливать в соответствии со стандартами на конкретный материал.

Обозначения

Число твердости по Виккерсу при нагрузке Р = 294 Н (30 кгс) и времени выдержки под нагрузкой τ = 10 ­ 15 с обозначают цифрами, характеризующими величину твердости со стоящим после них символом НV (например, 400 НV). При других условиях испытаний после символа НV указывается нагрузка и время выдержки, например: 330 НV 10/40 — твердость по Виккерсу, полученная при нагрузке Р = 98,07 Н (10 кгс) и времени выдержки под нагрузкой τ = 40 с.

В ГОСТе указывается, что точного перевода чисел твердости по Виккерсу на числа твердости, полученные другими методами, или на механические свойства при растяжении не существует и таких переводов (за исключением особенных частных случаев) следует избегать.

Содержание работы

Студенты получают от преподавателя или лаборанта 4 образца, имеющих вид пластин 10 х 50 х 50 мм, и разную твёрдость. Одна из пластин имеет поверхностное упрочнение на глубину 0,15 – 0,20 мм при мягкой сердцевине. Вторая пластина закалена, третья – отожжена.

Студентами производится испытания на твёрдость методами Бринелля, Роквелла и Виккерса, результаты оформляются в отчёте в виде таблиц.

После окончания работы полученные результаты анализируются при консультации преподавателя, студенты самостоятельно формулируют выводы.

Результаты работы оформляются в виде протокола – отчёта по лабораторной работе. Отчёт по работе принимается преподавателем.

Содержание отчёта

1. Цель работы: изучить методику испытаний материалов на твёрдость методами Бринелля, Роквелла.

2. Описание сущности и методика испытаний твёрдости методами Бринелля, Роквелла и Виккерса. Описание произвести ориентируясь на контрольные вопросы после изучения по методическому указанию к работе и литературным источникам.

3. Результаты испытаний по методу Бринелля.

 

Материал образца	Условия испытания			Диаметры отпечатков				Твёрдость НВ
	Р, кгс	D ш, мм	Время	1	2	3	Сред.	Расч.	Табл.
Ст.1	3000	10	20	2.8	2.7	2.9	2.8		477
Ст.2	3000	10	20	3.4	3.2	3.5	3.4		321
Ст.3	3000	10	20	4.8	4.7	4.9	4.8		156

 

4. Результаты испытаний по методу Роквелла.

 

Материал образца	Условия испытания			Твёрдость				Твёрдость НВ (по табл.)
	Нагрузка, кгс	Наконеч- ник	шкала	1	2	3	Сред.
Ст.(после цементации)	60	алмаз	А	77	78	79	78	532
Сталь	100	шарик	В	58	59	60	59	202
Ст.(после закалки)	150	Алмаз	С	59	61	60	60	627

 

 

5. Анализ результатов испытаний и выводы.

1.8 Контрольные вопросы:

 

1. Что является мерой твёрдости при испытании по методу Бринелля?

2. Каковы условия испытаний по методу Бринелля и как они выбираются?

3. Как вычисляется твёрдость по Бринеллю?

4. Преимущества и недостатки испытаний на твёрдость по методу Бринелля?

5. Что является мерой твёрдости при испытании по методу Роквелла?

6. Каковы условия испытаний по методу Роквелла и как они выбираются?

7. Как пользоваться таблицей для перевода измеренной по методу Роквелла твёрдости в единицы твёрдости по Бринеллю?

8. Что является мерой твёрдости при испытании по методу Виккерса?

9. Каковы условия испытаний по методу Виккерса и как они выбираются?