Оборудование и материалы для выполнения лабораторной работы

Приборы Бринелля, Роквелла, микротвердомер. Образцы различных железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов); образцы из меди; образцы из закаленной и отпущенной стали. Наждачные круги и абразивная бумага.

 

I. Методика проведения испытаний на твердость по Бринеллю при помощи стационарных твердомеров:

1. Выбрать необходимую нагрузку.

2. Наконечник с шариком закрепить в шпинделе.

3. На столик поместить испытуемый образец.

4. Поднять столик и предварительно прижать образец к шарику без приложения нагрузки.

5. Запустить твердомер для приложения к детали необходимой нагрузки.

6. После сигнала, опустить столик, образец передвинуть и повторить испытание.

7. Измерить диаметр отпечатка.

8. По измеренному отпечатку сделать вывод о твердости образца.

II. Методика проведения испытаний на твердость по Роквеллу при помощи стационарных твердомеров:

1. Выбрать необходимую нагрузку.

2. Наконечник с алмазным конусом закрепить в шпинделе.

3. На столик поместить испытуемый образец.

4. Поднять столик и прижать образец к конусу, приложив предварительную нагрузку.

5. Снять предварительную нагрузку. Повторить предварительное нагружение в другом месте образца.

6. Вращением барабана установить нуль шкалы против конца большой стрелки индикатора.

7. Запустить механизм для приложения к детали необходимой нагрузки.

8. После сигнала опустить столик, передвинуть образец и повторить испытание в другом месте.

9. Измерить глубину отпечатка h_о, полученного при приложении предварительной нагрузки, и измерить глубину отпечатка h, полученного при приложении окончательной необходимой нагрузки.

10. По измеренному отпечатку сделать вывод о твердости образца.

 

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал по теме занятия.

2. Ознакомиться с приборами и методами определения твердости по Бринеллю, по Роквеллу и микротвердости.

3. Заполнить таблицу 1.2.

Таблица 1.2

	Методы определения твердости по:
Бринеллю ГОСТ 9012-59	Роквеллу ГОСТ 9013-59	Виккерсу ГОСТ 2999-75	Хрущеву-Берковичу ГОСТ 9450-76
шкала А	шкала В	шкала С
Способ нагружения (стат., динам.)
Индентор (материал, размер)
Величина нагрузки Р, кгс
Обозначение твердости
Область применения

4. Измерить твердость предложенных образцов металлов и сплавов на приборах Бринелля и Роквелла (по шкалам НRВ и HRС). Данные внести в таблицы 1.3 и 1.4, соответственно.

Таблица 1.3

Исследуемый материал	Прибор Бринелля
Диаметр шарика Dш, мм	Нагрузка P, кгс	Время τ, с	Диаметр отпечатка dотп, мм	Твердость HB, кгс/мм^2	Предел прочности sв, МПа σв =0,34∗HB (сталь) σв =0,4∗HB – (латунь)
Латунь ЛС59-1
Сталь 30 (0,30% с)
Сталь 50 0,50% С)
Сталь У7 (0,7% с)

Таблица 1.4

Исследуемый материал	Прибор Роквелла	Значение твердости НВ по переводной таблице
Индентор	Нагрузка Р, кгс	Шкала	Значение твердости
Сталь 50 (0,50% С) отожженная
Сталь 50 (0,50% С) закаленная

5. Построить график зависимости твердости (НВ) стали от содержания в ней углерода. Из полученных результатов сделать выводы.

Содержание отчета

1. Наименование работы и ее цель.

2. Оборудование и материалы, используемые при выполнении работы.

3. Краткое описание сущности методов определения твердости и область их применения (таблица 1.2).

4. Таблицы 1.3 и 1.4 с экспериментальными данными.

5. График зависимости твердости (HВ) от содержания углерода в стали.

6. Выводы.

1.6. Контрольные вопросы:

Вариант № 1

1. Какие материалы нельзя испытывать по методу Бринелля и почему?

2. Каким методом определяется твердость в тонких твердых слоях?

3. НВ 450 кгс/мм² – какое это значение: высокое, низкое, среднее?

 

Вариант № 2

1. Определение твердости.

2. До какого значения твердости можно измерять твердость на приборе Бринелля?

3. Как привести значение HRC_э 35 в значение твердости по Бринеллю?

 

Вариант № 3

1. Что является индентором при измерении твердости на приборе Бринелль?

2. В зависимости от чего выбирается метод испытания образцов на приборе Роквелла?

3. НВ 180. Какая размерность? Высокое или низкое значение твердости?

 

Вариант № 4

1. В каком состоянии (закаленном, отожженном) должны испытываться образцы на прессе Бринелля? Почему?

2. Что является индентором при измерении твердости по методу Роквелла?

3. HRC_э 40 величина размерная?

 

Вариант № 5

1. Каким методом измерить твердость в поверхностном тонком и твердом слое?

2. В зависимости от чего выбирается диаметр шарика (прибор Бринелль).

3. Какое значение твердости меньше: HRC_э 35, НВ 189 кгс/мм², HRC 99.

 

Вариант № 6

1. Какие из указанных ниже величин характеризуют твердость материала s_в, s_т, d %, y %, HRC, HV.

2. Какой индентор применяют при измерении твердости по методу Роквелла по шкале В?

3. HRC_э 25 в каких единицах?

 

Вариант № 7

1. От чего зависит выбор шарика определенного диаметра при измерении твердости по Бринеллю?

2. Когда используются измерением твердости по шкале А?

3. НВ 1700 МПа, высокая это твердость?

 

Вариант № 8

1. Принцип работы по методу Виккерса.

2. Какие нагрузки применяют при измерении твердости по методу Бринелля?

3. HВ 400 кгс/мм² – высокая это твердость?

 

Вариант № 9

1. Принцип работы по методу Роквелла.

2. Какие нагрузки применяются на приборе Бринелль.

3. Сравните значение твердости: HRC_э 25, НВ 248,0 МПа.

 

Вариант № 10

1. Принцип работы по методу Виккерса.

2. Выбрать шарик, толщина материалов > 6 мм.

3. Сравните значение твердости: HRС_э 35, НВ 321,0 МПа.

 

Вариант № 11

1. Принцип работы по методу Бринелля.

2. Что является индентором при измерении твердости по методу Роквелла? (шкала С)

3. НВ 180,0 кгс/мм² высокая или низкая твердость?

 

Вариант № 12

1. Каким методом измерить твердость стали 50 в отожженном состоянии?

2. Как выбрать диаметр шарика по методу Бринелля?

3. Переведите значение HRC_э 25 в значение твердости по Бринеллю.

 

Вариант № 13

1. Что понимают под твердостью?

2. Можно ли методом Бринелля испытывать материалы с твердостью более 450 НВ?

3. НВ 250 кгс/мм² – какое это значение: высокое, низкое, среднее?

 

 

Вариант № 14

1. Назовите способы определения твердости.

2. Как измеряют диаметр отпечатка?

3. Как привести значение HRC_э 45 в значение твердости по Бринеллю?

 

Вариант № 15

1. Как готовят поверхностный слой образца для испытания на твердость?

2. Какой вид и размер индентора используют при определении твердости по Бринеллю? Назовите значения прилагаемой нагрузки Р.

3. НВ 280. Какая размерность? Высокое или низкое значение твердости?

 

Вариант № 16

1. Сколько существует методов измерения твердости?

2. Какой вид имеет индентор при измерении твердости по Роквеллу по шкале А, С, В?

3. HRC_э 40 величина размерная?

 

Вариант № 17

1. Какие из указанных ниже величин характеризуют твердость материала s_в, s_т, d %, y %, HRC, HV.

2. Можно ли методом Бринелля испытывать материалы с твердостью более 450 НВ?

3. С какой точностью округляют единицы твердости по Роквеллу?

 

Вариант № 18

1. Для чего используют прибор «Супер-Роквелл»?

2. Выбрать шарик, толщина материалов от 3 до 6 мм.

3. Назовите основной недостаток испытаний на твердость.

 

Вариант № 19

1. Каким методом измерить твердость стали 50 в отожженном состоянии?

2. Как измеряют диаметр отпечатка?

3. Чем HRCэ отличается от HRC?

 

Вариант № 20

1. В каком состоянии (закаленном, отожженном) должны испытываться образцы на прессе Роквелла? Почему?

2. Что является индентором при измерении твердости по методу Роквелла?

3. HRА 34 величина размерная?

 

Вариант № 21

1. Каким методом измерить твердость в поверхностном тонком и твердом слое?

2. В зависимости от чего выбирается диаметр шарика (прибор Бринелль).

3. Какое значение твердости меньше: HRC_э 45, НВ 321 кгс/мм², HRC 99.

 

Вариант № 22

1. Какие из указанных ниже величин характеризуют твердость материала s_в, s_т, d %, y %, HRC, HV.

2. Какой индентор применяют при измерении твердости по методу Роквелла по шкале А?

3. HRC_э 25 в каких единицах?

 

Вариант № 23

1. От чего зависит выбор шарика определенного диаметра при измерении твердости по Бринеллю?

2. Когда используются измерением твердости по шкале С?

3. НВ 1700 МПа, высокая это твердость?

 

Вариант № 24

1. Назовите основной недостаток метода Бринелля.

2. Каким методом определяется твердость в тонких твердых слоях?

3. НВ 150 кгс/мм² – какое это значение: высокое, низкое, среднее?

 

Вариант № 25

1. Назовите способы определения твердости

2. Какой вид имеет индентор при измерении твердости по Роквеллу по шкале А, С, В?

3. Как привести значение HRC 61 в значение твердости по Бринеллю?

 

Вариант № 26

1. Что такое число твердости по Бринеллю?

2. В зависимости от чего выбирается метод испытания образцов на приборе Роквелла?

3. НВ 350. Какая размерность? Высокое или низкое значение твердости?

 

Вариант № 27

1. В каких случаях используют шкалы А, С, В?

2. Назовите размерность числа твердости по Бринеллю.

3. НВ 250 кгс/мм² – какое это значение: высокое, низкое, среднее?

 

Вариант № 28

1. Назовите размерность твердости по Роквеллу.

2. Чему равна полная нагрузка при определении твердости по Роквеллу по шкалам А, С, В?

3. Сравните значение твердости: HRC_э 25, НВ 248 МПа.

 

Вариант № 29

1. Как готовят поверхностный слой образца для испытания на твердость?

2. Назовите размерность числа твердости по Бринеллю.

3. В каких случаях используют шкалы А, С, В?

 

Вариант № 30

1. Назовите способы определения твердости.

2. Какой вид и размер индентора используют при определении твердости по Бринеллю? Назовите значения прилагаемой нагрузки Р.

3. Назовите основной недостаток испытаний на твердость.

Литература

1. Материаловедение: учебник для вузов// Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др. 3-е издание – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002, 648 С.

2. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1975, 447 С.

 

Лабораторная работа № 2