Порядок выполнения работы
Изучить маркировку цветных сплавов. Расшифровать обозначение каждого сплава коллекции.
Установить шлиф на предметный столик микроскопа и настроить микроскоп.
Зарисовать видимую под микроскопом микроструктур и указать стрелками структурные составлявшие.
Расшифровать предложенные преподавателем марки цветных сплавов.
Контрольные вопросы:
Что называется бронзой?
Как классифицируются и маркируются бронзы?
Где применяются бронзы?
Что называется латунью?
Как классифицируются и маркируются латуни?
Каково предельное содержание цинка в латуни?
Как изменяются механические свойства латуни с повышением содержания цинка?
Где применяются латуни?
Какие типы сплавов характерны для титановых сплавов?
Где применяются титановые сплавы?
Что называется модифицированием, как оно проводится и какова его сущность?
Как влияет модифицирование на структуру и свойства силумина?
II. Механические свойства металлов и сплавов Лабораторная работа № 6 определение твердости металлов по методу бринелля
Цель работы:
Изучить устройство прибора ТШ-2М.
Освоить методики определения твердости по методу Бринелля.
Приборы, материалы, инструменты:
твердомер ТШ-2М;
образцы для измерения твердости;
микроскоп Типа МПБ-2 для измерения диаметра отпечатка.
Твердость – это свойство металла сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела определенной формы и размеров.
Твердость по методу Бринелля определяют путем вдавливания стального закаленного шарика диаметром 10,5 мм или 2,5 мм в испытуемую плоскую поверхность под действием заданной нагрузки в течение определенного времени (рис. 14).
Рис. 14.Схема испытания на твердость по способу Бринелля.
Выбор диаметра шарика, нагрузки и времени выдержки под нагрузкой производится в зависимости от рода и толщины испытуемого материала или образца. В табл. 1 приведены установленные ГОСТом нормы испытаний по Бринеллю.
Число твердости по Бринеллю определяется как отношение нагрузки к сферической поверхности отпечатка и обозначается НВ.
, (1)
где Р– нагрузка на шарик, аF– площадь отпечатка (сегмента).
Поверхность шарового сегмента
, (2)
где D– диаметр шарика в мм, аh– глубина отпечатка в мм.
Но проще измерить диаметр отпечатка d, тогда:
.(3)
Подставляя значение hв формулу (2), получим:
, (4)
а подставляя в формулу (1) получим:
(5)
Чем тверже металл, тем меньше диаметр отпечатка.
Диаметр отпечатка измеряется при помощи микроскопа МПБ-2, имеющего шкалу с ценой деления в 0,1 мм.
Во избежание сложных вычислений числа твердости для каждого отпечатка на практике пользуются готовыми таблицами, в которых приведены числа твердости в зависимости от диаметра отпечатков и нагрузки (табл. 2). Для определения твердости по Бринеллю пользуются твердомером типа ТБ (рис. 15). Прибор включает следующие механизмы, смонтированные на литой чугунной станине:
Механизм привода, состоящий из электродвигателя и червячного редуктора.
Механизм подъема стола.
Механизм подъема рычажного устройства.
Механизм переключения движения (реверсирования).
Механизм нагружения.
Рис. 15. Внешний вид прибора ТБ.
Определение твердости. На подвеску 1 устанавливают набор грузов 13. Сама подвеска создает нагрузку 1875 Н. В наборе имеются грузы а, б и в, создающие нагрузки 625 Н, 2500 Н, 5000 Н соответственно. В шпинделе 9 закрепляют наконечник с шариком 8. Образец 7 устанавливают на столик 6. Вращением штурвала 5 приводят в движение винт 4 и прижимают образец к шарику до совпадения указателя 10 с риской, при этом создается предварительная нагрузка 1000 Н. После этого нажатием кнопки включают электродвигатель 2, через эксцентрик 3 и шатун 11 опускается рычаг 12 с нагруженной подвеской 1. При этом нагрузка передается на шарик и последний вдавливается в образец в течение установленного времени. После этого рычаг с грузами поднимается и вращением штурвала 5 против часовой стрелки опускается столик 6. Образец снимают и измеряют оставшийся отпечаток микроскопом МПБ-2 диаметра отпечатка и подсчета по формуле или таблицам ГОСТа 9012-59 значения твердости.
Таблица 1