Лабораторная работа по теме «Определение твердости металлов и сплавов по методу Бринелля» для ВТМиМ

Цель работы — определение твердости металлов и сплавов по методу Бринелля, приобретение навыков определения твер­дости методом вдавливания в образец стального закаленного шарика.

Оборудование:

■ твердомер для определения твердости по методу Бринелля;

■ образцы для испытаний из углеродистой стали, чугуна, дюралюминия, меди, латуни или бронзы;

«специальная лупа для измерения диаметра отпечатка ша­рика;

■ напильники и шлифовальная шкурка для зачистки образ­цов.

Порядок выполнения работы

1. Изучите инструкцию по охране труда при испытании матери­алов, уст­ройство и принцип действия имеющегося твердомера типа ТШ-2.

2. При проведении испытаний выполните требования безопас­ности труда:

■ надежная установка образца на прессе;

■ ограждение рабочей части установки для предотвраще­ния выброса об­ломков образца в случае его разрушения;

■ при определении твердости по методу Бринелля не рас­полагать инден­тор у края образца во избежание его вы­лета при нагружении;

■ снятие образца производить только после полной раз­грузки и отключе­ния установки.

3. Подготовьте образцы к испытанию. Поверхность образцов должна быть обработана шлифованием и не иметь вмятин и грубых рисок.

4. В зависимости от испытуемого материала и типа образца выберите на­грузку, диаметр шарика и время вы­держки образца под нагрузкой (табл. 1.1 и 1.2).

5. Установите образец на столик прибора. Подъемом столика к наконеч­нику индентора создайте предварительную нагрузку на образец, а затем прило­жите основную нагрузку.

Таблица 1.1Выбор нагрузки идиаметра шарика

Толщина образца | Диаметр шарика, мм | Нагрузка Р, Н

Чугун, сталь | Медь, ла­тунь | Алюминиевые сплавы

Более 6 | 10 | 30000 | 10000 | 2500

3-6 | 5 | 7500 | 2500 | 625

Менее 3 | 2,5 | 1875 | 625 | 156

Примечание. Нагрузка выбирается пропорционально диаметру шарика.

Таблица 1.2. Выбор время выдержки образца под нагрузкой в зависимости

от диаметра шарика и нагрузки

Металлы | Твердость

НВ | Минимальная толщина образ­ца, мм | Рекомендуемый диаметр шари­ка, мм | Нагрузка P, Н (кнс) | Время выдерж­ки под нагрузкой, с

Черные | Более 140 | 3 … 6

2 … 4 | 10

5 | 30 000(3 000)

7 500 (750) | 10

Менее 140 | Более 6 | 10 | 10 000 (1 000) | 10

Цветные | Менее 130 | 3 … 6

2 … 4 | 10

5 | 30 000(3 000)

7 500 (750) | 30

35 … 130 | 3 … 9

3 … 9

Менее 3 | 10

5

2,5 | 10 000 (1 000)

2 000 (200)

625 (62,5) | 30

8 … 35 | Более 6

3 … 4

Менее 3 | 10

5

2,5 | 2500 (250)

625 (62,5)

165 (16,5) | 60

6. После окончания испытания снимите образец и замерьте диа­метр отпе­чатка при помощи лупы в двух взаимно-перпендикуляр­ных направлениях (рис. 3.1, б, в).

7. По величинам диаметров отпечатков шариков определите значение твердости по методу Бринелля, используя формулу (3.1).

Контрольные вопросы

1. Что называется твердостью?

2. В чем заключается сущность определения твердости по мето­ду Бри­нелля?

3. Определите твердость по Бринеллю следующих образов: из се­рого чу­гуна толщиной 10 мм; из латуни толщиной 10 мм

4. Определите предел прочности при растяжении углеродистой конструк­ционной стали марки 20кп, если ее твердость 143 НВ.