• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Опрацювання результатів експерименту

Послідовність операцій при проведенні всіх вищеописаних випробувань майже однакова. Після підготовки поверхні зразка, що включає її очищення від забруднень та шліфування, підбирають відповідний індентор, шкалу вимірювань, величину навантаження на індентор. Проводять не менше 3 - 5 випробувань в різних точках поверхні.

4.6.1. Порядок проведення вимірювань твердості за Брінелем

Вимоги щодо процесу вимірювань за методикою Брінеля:

- товщина зразків більш ніж в 10 разів має перевищувати глибину відбитка індентора;

- розміри плоскої поверхні для кожного вимірювання - не менше двох діаметрів індентора;

- відстань від краю зразка більше 2,5, а між відбитками - 4 діаметрів індентора;

- різниця між розмірами відбитка індентора в протилежних напрямках має не перевищувати 2%;

- зразки повинні мати твердість у межах 80 – 4500 МПа;

- проводять не менше 3 вимірювань;

- похибка методу ± 1%.

Порядок виконання роботи:

1. Зразок розміщують на предметному столику 24. Обертаючи маховик 21, притискають зразок до індентора до упора в обмежник 27.

2. Встановлюють ручкою 18 час витримки (10, 30 або 60 с) на шкалі 17.

3. Вмикають електромотор кнопкою 23.

4. Після закінчення вимірювання (гасне контрольна лампа 33), опускають столик та вимірюють діаметр відбитка в двох перпендикулярних напрямках d₁ та d₂. Вимірювання виконують за допомогою мікроскопу МБП-2 (див. рис. 4.8, б). Потім обчислюють його середнє значення за формулою:

(4.3)

а б в

Рисунок 4.8 - Вимірювання діаметру відбитка при визначенні твердості за методикою Брінеля: а - схема отримання відбитка, б - мікроскоп МБП-2 (1- освітлювач, 2 – окуляр, 3 – мікрогвинт), в – приклад вимірювання діаметру відбитка.

5. Твердість за Брінелем визначають або по спеціальних таблицях, що є у паспорті приладу, або за формулою:

, (4.4)

де Р – навантаження, D – діаметр індентора, d – діаметр відбитка.

6. Результати вимірювань заносять до табл. 4.4 та записують таким чином:

- НВ = 4000 МПа – застосовувалися стандартні умови - кулька з діаметром 10 мм, навантаження 30 кН, час витримки 10 с.

- НВ_5/7,5/30 = 3500 МПа – діаметр кульки 5 мм, навантаження 7,5 кН, час витримки 30 с.

- НВ_5/750/30 = 350 - діаметр кульки 5 мм, навантаження 750 кгс, час витримки 30 с. твердість виміряна в кгс/мм².

7. Знаючи твердість матеріалу за Брінелем, можна швидко знайти його границю міцності і текучості, що важливо для прикладних інженерних задач. Для багатьох металів та сплавів спостерігається задовільна кореляція між твердістю за Брінелем (НВ) та границею міцності σ_В:

σ_В = α · НВ, (4.5)

де α - безрозмірна константа, величина якої для різних матеріалів визначається в залежності від співвідношення між діаметром відбитку та діаметром індентора (d/D) (див. табл.4.5).

Таблиця 4.4 - Результати вимірювання твердості за методикою Брінеля

Таблиця 4.5 - Значення коефіцієнту α для визначення границі міцності матеріалів

8. Визначив значення твердості за Брінелем, розрахуйте значення границі міцності матеріалів. Результати записати до табл. 4.6

Таблиця 4.6 - Розрахункова границя міцності матеріалів

Переваги методики Брінеля:

- простота;

- можливість вимірювання характеристик матеріалів з низькою твердістю (мідь, алюміній);

Недоліки методики:

- відсутність геометричної подібності відбитків (твердість за Брінелем залежить від навантаження, оскільки зміна глибини втискування не пропорційна зміні площі відбитку);

- вимірювання можна застосовувати тільки для порівняно м'яких матеріалів через конечне значення твердості самого індентора;

- при втискуванні по краях відбитку через витискування матеріалу утворюється "підвищення", що утруднює вимірювання розміру відбитку;

- через великий розмір індентора метод непридатний для тонких зразків матеріалу.

4.6.2. Порядок проведення вимірювань твердості за Роквеллом:

Вимоги щодо процесу вимірювань за методикою Роквелла:

- товщина зразків більш ніж в 8 разів має перевищувати глибину відбитка індентор;

- розміри плоскої поверхні підготовленої для вимірювання має перевищувати 10 мм;

- відстань від краю зразка та між відбитками індентора має перевищувати 4 мм (під час випробувань за шкалою В) та 3 мм (під час випробувань за шкалами С,А);

- проводять не менше 3 вимірювань;

- похибка методу ± 1%.

Порядок виконання роботи:

1. Визначити відповідність зразків умовам та обрати за табл.4.3 відповідну шкалу, навантаження та індентор. Встановити обраний індентор 8 та навантажувачі 1.

2. Зразок розмістити на предметному столику 10 та обертаючи гайку-маховик 11 за часовою стрілкою, обережно та повільно (!!!) притиснути зразок до індентора до тих пір, поки маленька стрілка на індикаторі 4 не співпаде з червоною цяткою (див. рис. 4.4, б), а велика стрілка не стане вертикально (з врахуванням допуску ± 5 поділок шкали). Якщо велика стрілка буде відхилена більше, то необхідно опустити предметний столик та обрати інше місце для випробувань.

3. Обертанням барабана 12 сумістити нуль червоної шкали з великою стрілкою індикатора (при будь-якому інденторі), або повернути саму шкалу вручну (в залежності від типу пристрою).

4. Плавним та легким (!!!) натисненням на клавішу 13 включити привід механізму навантаження.

5. Після закінчення циклу навантаження визначити за показами індикаторного пристрою 4 твердість за обраною шкалою для відповідного індентора.

6. Опустити столик та знайти інше місце для випробувань. Повторити не менше трьох разів. Результати записати в таблицю 4.7.

Твердість за Роквеллом позначають HR та обов’язково вказують шкалу (наприклад, HRВ, HRC, HRA). Вказані цифри твердості одиниць вимірювання не мають.

Таблиця 4.7 - Результати вимірювання твердості за методикою Роквелла

Показання шкали відображає величину, яку також можна розрахувати за формулами:

HRA, HRC = 100 - (h - h_o) / к, (4.6)

або HRВ = 130 - (h - h_o) / к, (4.7)

де h - загальне заглиблення індентора; h_o - попереднє заглиблення індентора; к - ціна поділки шкали індикатора (0,002 мм на твердомірах типу Роквел та 0,001 мм на твердомірах типу Супер-Роквел).

Таким чином, на відміну від методики Брінеля, в методиці Роквелла визначають не діаметр відбитка, а глибину його занурення в матеріал.

Переваги методики:

- простота;

- висока продуктивність та можливість повної автоматизації процесу;

- виключення впливу вібрацій та приповерхневого шару на результати;

- універсальність, бо дозволяє вимірювати будь-які матеріали, включаючи надтверді сплави;

- визначення твердості одразу по шкалі приладу;

- висока точність;

- можливість вимірювати твердість тонких шарів за допомогою шкали В, або Супер-Роквела.

Недоліки методики: дуже умовна характеристика; різні шкали для вимірювання; безрозмірний результат (без подібності відбитків).

4.6.3. Порядок проведення вимірювань твердості за Віккерсом:

Вимоги щодо процесу вимірювань:

- товщина зразків більш ніж в 1,5 рази має перевищувати глибину відбитка індентора;

- розміри плоскої поверхні підготовленої для вимірювання мають перевищувати 5 мм;

- дуже чиста та відполірована поверхня;

- максимальна твердість матеріалу 10000 МПа;

- застосовується оптимальне навантаження;

- відстань від краю зразка та між відбитками індентора має перевищувати 2,5 діаметра відбитка;

- різниця між діагоналями відбитка індентора має не перевищувати 2-5 %. Вимірювання діагоналей довжиною до 0,2 мм повинно проводитись з похибкою не більшою за ±0,001 мм і для діагоналей довших за 0,2 мм з похибкою не більшою за ± 0,5%;

- проводити не менше 5-10 вимірювань;

- випробування проводять при температурі 20°C;

- похибка методу ± 1%.

- Порядок виконання роботи:

1. Поверхню зразка готують до вимірювань (шліфують та полірують).

2. Встановлюють мінімальне навантаження.

3. На столик 5 встановлюють підготовлений зразок. Повертають головку 7 в крайнє ліве положення.

4. Рукояткою 17 взводять механізм вантажного приводу.

5. Маховиком 3 піднімають столик зі зразком та притискають його до індентора 6.

6. Натискають педаль 2 пускового механізму (плавно та обережно!). Чекають поки закінчиться навантаження (згасне сигнальна лампа та підніметься рукоятка 17).

7. Обертанням маховика опускають зразок.

8. Повертають головку 7 в крайнє праве положення. Маховик піднімають настільки, щоб бачити в окуляр мікроскопа відбиток індентора.

9. Вимірюють діагональ відбитку індентора. Для цього використовують гвинтовий окуляр-мікрометр (див. рис. 4.9). Гвинтом 1 суміщають початок шкали з лівим краєм відбитку. Обертаючи барабанчик 2 підводять безперервну лінію до правого краю відбитка. Записують результат до табл. 4.8. Знайдене значення помножують на ціну поділки шкали окуляра, що визначена попередньо за допомогою об’єкт-мікрометра.

а

б в

Рисунок 4.9. Визначення твердості за методикою Віккерса: а - гвинтовий окуляр-мікрометр (1 – гвинт руху початку шкали – суцільна лінія; 2 – мікрометричний барабанчик з ціною поділки 0,01 мм – інша суцільна лінія; 3 – гвинт руху штрихової лінії; 4 - окуляр); б -схема індентуванні; в – вимірювання відбитку індентора.

10. Гвинтом 3 суміщають пунктирну лінію з суцільною, яка знаходиться на правому краю відбитка. Повертають окуляр на 90⁰ таким чином, щоб барабанчик 2 був внизу. Переміщенням суцільної лінії гвинтом 1 суміщають початок шкали з верхнім краєм відбитку. Порівнюють положення пунктирної лінії з нижнім краєм відбитку. Якщо різниця перевищує 5% від вже виміряного діаметру, то вимірювання не проводять, оскільки відбиток має занадто витягнуту форму. Якщо різниця між положенням краю відбитка та пунктирною лінією незначна, то вимірюють величину діагоналі відбитку.

11. Якщо різниця між діагоналями не перевищує 5 %, то визначають їх середнє значення за формулою (4.3).

12. Твердість за Віккерсом розраховують за формулою:

, (4.8)

Результати заносять до таблиці 4.8.

13. Повторюють пп. 3 – 12 для інших навантажень.

Таблиця 4.8 – Визначення оптимального навантаження для вимірювання твердості за методикою Віккерса

14. Обирають оптимальне навантаження. Для цього будують графік (рис. 4.10) в координатах «Навантаження – твердість». Крива має таку форму: зі збільшенням навантаження твердість спочатку зростає, а потім залишається постійною. Оптимальним вважається навантаження, починаючи з якого твердість не змінюється.

15. При оптимальному навантаженні проводять вимірювання твердості певного класу матеріалів (наприклад, кольорових сплавів, сталей). Результати записують в табл. 4.9. Для іншого класу матеріалів визначення оптимального навантаження потрібно повторити.

Рисунок 4.11 – Графічна залежність твердості від навантаження.

Таблиця 4.9 - Результати вимірювання твердості за методикою Віккерса

Переваги методики:

- можливість визначення твердості майже будь-якого матеріалу,

- геометрична подібність відбитків індентора при будь-яких навантаженнях,

- можливість співставлення результатів з отриманими за іншими методиками.

Недоліки методики: високі вимоги до стану поверхні, необхідність проведення великої кількості вимірів для усереднення результатів, тривалий загальний час проведення досліджень, залежність вимірюваної твердості від прикладеного навантаження або глибини впровадження індентора (явище розмірного ефекту). Особливо сильно ця залежність виявляється при малих навантаженнях.

Переглядів: 1391