LABORATOR DE LUCRU № 13
măsurarea durității Brinell
(Laborator Durata 2 ore;
pregătire acasă ─ 2 h)
Pentru a evalua duritatea metalului au fost propuse mai multe metode. Astfel, utilizarea zgarieturilor vârful ascuțit la o presiune cu o anumită forță. Lățimea șanțurilor este utilizată drept criteriu pentru evaluarea durității. Distribuit de rebound asemenea metodă, atunci când mingea de oțel este scăzut dintr-un anumit mod fit înălțime pe suprafața pregătită a materialului utilizat; înălțimea durității mingii de rebound judecător. Uneori, în loc de o ciocăni mingii utilizat cu un vârf de diamant de o anumită formă. Cele mai utilizate metode de evaluare a durității de rezistența introducerii materialului de testare în cadrul acesteia a unui alt organism mai rigid, numit indentor.
I. Rezumatul studiilor aplicate și teoretice Probleme INFORMAȚII
Duritate - o proprietate de materiale pentru a rezista efectelor contactului cu deformarea plastică locală sau ruperea casantă în stratul de suprafață, în anumite condiții de testare. Această formulare este adecvată pentru implementarea metodelor și tehnicii de zgâriere.
Metodele existente de măsurare a durității sunt semnificativ diferite una de cealaltă, în formă de indentor utilizate, condițiile de aplicare a sarcinii și metodele de calcul a numărului de duritate. Alegerea metodei depinde de diverși factori: duritatea materialului, dimensiunile sale, grosimea, duritatea este măsurat, etc.
Metode de determinare a durității sunt împărțite în sarcini statice și dinamice, în funcție de rata de aplicare, metoda este aplicarea ei - indentare asupra metodelor cicatrizare. Cele mai frecvente metode de duritate, care este utilizat în adâncitura statistic perpendicular pe suprafața probei. La judecarea duritatea sau adâncimea de penetrare a penetratorului (duritate Rockwell - CDO, HRB, HRA), o mare amprenta de indentor în timpul adâncitură corespunzătoare sarcinii (Brinell-duritate HB Vickers-HV, microrezistența H). În toate aceste cazuri, deformarea plastică indentare a materialului de test. Cea mai mare rezistență la deformare plastică a materialului, mai puțin adânci patrunde indenter și o mai mare duritate.
In toate metodele de testare duritate este foarte important să se pregătească corect stratul superficial al eșantionului. Acesta ar trebui, pe cât posibil a caracteriza complet duritatea materialului trebuie să fie determinat. Toate defectele de suprafață (la scară, urme de lovituri, riscurile brute, etc.) trebuie să fie eliminate. la suprafața de încercare cerințele de calitate depind de indentor aplicate și valoarea sarcinii aplicate. Cu cat adancimea indentare, cu cât puritatea suprafeței și mai strict necesară pentru a se asigura că proprietățile stratului de suprafață nu este schimbat, ca rezultat al prelucrarea la rece sau încălzire în timpul de măcinare și lustruire.
La determinarea durității tuturor metodelor cu excepția metodei microdurității, măsurată rezistența totală a metalului, în introducerea de indentor, duritate medie toate componentele structurale disponibile. Prin urmare, obținute după îndepărtarea sarcinii de imprimare trebuie să fie dimensionate dimensiunea grăuntelui considerabil mai mare a componentelor individuale structurale. Inevitabile diferențe în structura porțiunilor individuale ale eșantionului duc la o răspândire a valorilor fermitate.
Testarea mai practicat pe scara larga Brinell si Rockwell. Fig. 1 prezintă diagrame ale metodelor Brinell, Vickers și Rockwell.
La determinarea durității Brinell [metoda este numit după inginerul suedez JA Brinell (J.A.Brinell; 1849-1925)] indentorului sub forma unei bile de oțel este presată la o anumită diametraD nagruzkeR definită în materialul de testat (Fig 1a.).
Duritatea Brinell Numărul (NV) este definit ca raportul dintre sarcina pe care acționează R. diametromD indentorului sferice. pentru a ploschadiF suprafața sferică de imprimare:
Zona de imprimare poate fi determinată și adâncimea de indentare:
Numărul de duritate are dimensiuni de stres (Pa), cu toate acestea, în conformitate cu standardul nu este scris. La determinarea durității HB cu bile D = 10 mm, sub o sarcină de P = 3,000 kgf (≈30000N) și o durată de timp de τ = 10 s se înregistrează numărul de duritate: HB 400 HB 250), etc. Atunci când se utilizează alte numere index condiții de testare HB complement care indică diametrul bilă utilizat (mm), o sarcină (KGF) și durata expunerii (e). De exemplu, HB 5/750 / 30-350- ea Brinell număr duritate (350) obținut prin amprentare Cd = 5 mm nagruzkoyR = 750 kgf pentru τ = 30 s.
La determinarea durității Brinell în funcție de grosimea materialului de testare folosind diametrul indenters sferic 2.5; 5 sau 10 mm. Acestea sunt realizate din oțel de duritate de minimum 850 kgf / mm 2. Folosind metoda poate Brinell testarea materialelor de duritate de la 8 la HB HB 450. Grosimea minimă a probei de testare trebuie să fie de cel puțin 10 ori mai mare decât adâncimea de indentare. Cu cunoscute aproximative adâncimea indentare HB
Diametrul indentare este măsurată cu o precizie 0,010,05 mm cu o lupă de măsurare sau un microscop. Valorile medii sunt determinate de printuri HB 3-5. Distanta de la centru spre marginile eșantion de amprente trebuie să fie cel puțin 2,5d. iar distanța dintre centrele a două amprente adiacente - nu mai puțin 4d (pentru metale cu HB<35 соответственно 3d и 6d );
Caracteristica de sarcină P este ales în funcție de calitatea materialului de testat conform formulei
unde k - constantă egală cu 30 în ceea ce privește solidele (peste HB 130) = 10 pentru materialul de duritate medie (HB 30130) și a = 2.5 pentru moale (mai puțin de 30 HB).
Duritatea Brinell este determinat materiale relativ moi (fier. Oțel Recoaptă, metale neferoase și aliaje ale acestora)
Tabelul 1 prezintă datele privind alegerea diametrului bile și sarcina, în funcție de materialul și grosimea eșantionului de testare. Atunci când se testează metale mai moi au folosit o sarcină mai mică.
Testele efectuate prin metoda testere de duritate Brinell staționare (prese Brinell) asigura o aplicare armonioasă predeterminată a sarcinii bilei și permanența acesteia atunci când sunt expuse pentru o perioadă predeterminată de timp (de obicei 10 secunde).
Selectarea diametrul bilei și sarcini în funcție de duritatea și grosimea eșantionului de testare
La determinarea durității Rockwell [Name american metalurgist secolul 20 Rockwell SP (SP Rockwell), care a dezvoltat metoda] este presată în corpul de testare este un con de diamant, cu un unghi la vârf de 120 ° (când se testează duritatea foarte greu - din metal scalele A și C. ) sau bilă din oțel călit, cu un diametru de 1,588 mm (1/16 „) (atunci când testarea materialelor moi - gama b), respectiv, numerele notate HRC duritate și HRB, de exemplu con HRC61 sau o bilă este presat la aplicarea a două sarcini succesive (figura 1, b .. ): provizoriu (P == 10kgs) și de bază . Sarcina totală pentru a doua scală B este de 100 kgf, la scala C - 150 kgf, la scala A -. Scală 60 kgf utilizată în testul A materiale foarte dure.
duritate Rockwell este stabilită în unități convenționale. Unitatea de duritate valoare acceptată deplasarea axială a indentor corespunzătoare 0,002 mm. Metoda de testare Rockwell produce instrumente speciale banc (duritate), echipate cu săgeata indicatoare și două scale: negru și roșu. Pe scara de duritate negru măsurat conul de diamant măsurat și roșu - bila de oțel (Figura 3).
Duritatea Vickers [titlu engleză pentru interes militar și industrial „Vickers» (Vickers Limited), care a dezvoltat metoda] HV, ca microduritate H, diamant indentorului indentare este determinată și
Metoda microduritatii utilizată în general pentru a măsura duritatea boabelor individuale sau straturi foarte subțiri. Caracteristica de sarcină P poate fi variat în intervalul de la 1 la 500 g
II. DESCRIERE UNITATE DE LABORATOR
Pentru studiile de eșantioane discount pieselor realizate din diferite metale și aliaje cu amprentele realizate cu dispozitivul pentru determinarea durității Brinell TS-2M (Fig. 2). Diametru Ball, extract de eșantion de încărcare sub o sarcină sunt cunoscute.
MBS-9 microscop utilizat pentru măsurarea amprentei eșantionului.
Date tehnice TS-2M
1. alunecat măsurare IR: 8-450
2. Sarcina de încercare, kgs 187,5; 250; 750; 1000; 3000
3. sarcini de precizie,%: nu mai mult de ± 1
4. Durata expunerii a eșantionului de testare sub sarcină, cu 10 ± 2
5. Diametrele bile de oțel, mm 2.5; 5; 10
III. PERFORMANTA LOCURI DE MUNCĂ ȘI FUNCȚIONARE
1. Pentru a determina duritatea probelor de oțel.
2. Se determină duritatea probelor de diferite grade de metale neferoase de diferite grosimi.
3. Pentru a fundamenta condițiile de selecție și diametrul bilei de sarcină.
IV. NOTE LA PUNEREA ÎN APLICARE A LUCRARII
Amprenta rezultantă a microscopului sau Buclele se măsoară în două direcții reciproc perpendiculare, cu diametrul de amprentă este media aritmetică a două sau trei măsurători. Brinell număr duritate determinat prin formula (1), rotunjită la un rezultat întreg pentru metale cu o duritate de 100 kgf / mm2 (9,80 x 10 -6 N / m 2). NV poate fi determinată prin tabele cu diametrul de bine-cunoscute cu imprimare, de încărcare, și diametrul bilei. Diametrele amprentele obținute trebuie să fie în termen de 20 · 60% din diametrul bilei, altfel testul este invalid.
Rezultatele sunt înregistrate în protocolul de testare, având următoarea formă aproximativă.
Raportul de încercare privind duritatea Brinell
Grosimea și materialul mostrelor