Порядок проведення досліду і обробка результатів

1. Накладають на підвіску 11 необхідне число вантажів. Кладуть зразок 1 на стіл 2 і за допомогою маховичка 4 доводять зразок до торкання з кулькою 5. Включають мотор 13і передають тиск на зразок. Витримка навантаження на зразок, вимикання мотора і звільнення зразка від навантаження відбуваються автоматично.

2. Центр відбитка повинний знаходитися від краю зразка на відстані не менш діаметра кульки, а від центра сусіднього відбитка — на відстані не менш двох діаметрів кульки. Після одержання першого відбитка зразок пересувають і знову при тому ж навантаженні видавлюють на поверхні зразка ще два відбитки.

3. Діаметр відбитка виміряється за допомогою спеціального мікроскопа (з нанесеної на окулярі шкалою) у двох взаємно перпендикулярних напрямках, і, далі, використовується його середнє значення. При вимірі мікроскопом точність тут – 0, 01 мм.

На рис.2.31 показане інше пристосування для виміру діаметра відбитка. Це скло, на якому нанесені дві градуйовані непаралельні лінії. Накладаючи скло на зразок так, щоб лінії торкалися обриси відбитка, проти крапки торкання одержуємо відлік, що відповідає діаметрові відбитка. При такому вимірі точність трохи нижче – 0,1 мм.

Рис.8.3

Іноді подібні пристосування градуіруються прямо на число твердості і навіть на границю міцності матеріалу. Усі виміри діаметрів записуються в табл.8.1.

Таблиця 8.1

№№ відбитків	Перший вимір	Другий вимір	Середнє значення	Число твердості
мм	мм	мм	кГ/см^2
Перший
Другий
Третій

 

4. Якщо один з вимірів різко відрізняється від інших, необхідно провести його повторно. Якщо одне із середніх значень різко відрізняється від інших, то його варто виключити або замінити новим, для чого видавити заново відбиток на зразку. Потім за середнім значенням діаметра відбитка і відомому навантаженню визначають по останній формулі або числа твердості по Бринелю для кожного відбитка НВ₁, НВ₂, НВ₃ і, далі, остаточне число для даної марки сталі, як середнє значення цих трьох величин.

5. По числу твердості з достатньої для цілей практики точністю може бути визначена межа міцності, що може бути, наприклад, для маловуглецевої сталі виражені через число Бринеля так:

.

6. При визначенні твердості по Бринелю потрібно мати на увазі наступне. Зіставлення між собою чисел твердості для того самого матеріалу можливо тільки в тому випадку, коли дотримується закон подоби

і однаковий час t витримки зразка під навантаженням.

Більш-менш однорідні метали поєднуються в групи, причому величина К вибирається однаковою для всієї групи. Для чорних металів К=30, для кольорових — К=10, для дуже м'яких металів К=2,5.

Діаметр кульки D призначається в залежності від товщини зразка, а величина навантаження, з яким відбувається вдавлення кульки в зразок, визначається видом матеріалу.

Для вибору необхідних параметрів випробування варто користуватися рекомендаціями, наведеними в табл.8.2. Для часу витримки під навантаженням рекомендується:

для чорних металів t = 10 с (НВ = 140 – 450);

для чорних металів t = 30 с (НВ до 140);

для кольорових металів t = 30 с (НВ = 35 – 130).

 

Таблиця 8.2

Товщина зразка, мм	Діаметр кульки,мм	Навантаження матеріалів,кГ
Сталь, чавун	Кольорові метали	Алюміній, баббіт
< 3	2,5	187,5	62,5	15,6
від 3 до 6		750,0	250,0	62,5
> 6

 

7. При застосуванні стандартних кульок і величин навантажень твердість по Бринелю НВ визначається безпосередньо по заміряному діаметру відбитка d, користуючись спеціальними таблицями відповідної довідкової літератури. При недотриманні стандартного методу необхідно вказувати основні умови випробування. Позначенням НВ указується, що випробування вироблявся кулькою D = 10 мм, навантаженням Р = 3000 кГ із часом витримки під навантаженням 30 сек (тобто при стандартних умовах). Позначенням же 200 НВ 5/750/10 відзначається, що число твердості по Бринелю одержали при D=5 мм, Р=750 кГ, t=10 с.

Якщо твердість матеріалів НВ > 450 кГ/мм², то визначити твердість, вдавлюючи кульку, не можна через істотну деформацію останнього. У цих випадках замість кульки вдавлюють алмазний конус (твердість по Роквелу) або алмазну пірамідку (твердість по Виккерсу). Твердість, отриману різними методами, за допомогою спеціальних таблиць, можна перевести у твердість по Бринелю.

Контрольні питання

1. Який порядок випробувань при визначенні твердості матеріалу на пресі Бринеля?

2. Якими методами вимірюють діаметр відбитка, що залишається на зразку, після вдавлення в нього кульки?

3. Як регламентується навантаження на кульку і час випробувань?

4. У чому відмінність випробувань на твердість по Бринелю для чорних і кольорових металів?

Лабораторна робота №9