Определение твердости
Число твердости Н определяется по формуле
,
где Р — нагрузка на пирамиду в г; d — диагональ отпечатка в мк.
Чтобы не прибегать к длительным вычислениям твердости по приведенной выше формуле, практически пользуются специальными таблицами (табл. 1—3), рассчитанными на нагрузки 20, 50 и 100 г.
Например, если указанная выше длина диагонали отпечатка 39 мк была получена при нагрузке 100 г, то по табл. 3 для данной диагонали отпечатка получаем число твердости 122 кг/мм2.
Для определения твердости при испытании другими нагрузками (2, 5, 10, 200 г) пользуются теми же таблицами, только результат или уменьшают, или увеличивают в 10 раз. Например, если при нагрузке 20 г длина диагонали равна 12 мк, то твердость по табл. 1 равна 258 кг/мм2; если такая же длина диагонали, равная 12 лк, получается при нагрузке 200 г, то получаемый по табл. 1 результат уменьшают в 10 раз, т. е. Н = 25,8 кг/мм2. Табл. 1 пригодна для определения твердости, полученной при нагрузке 2 г, только результат необходимо увеличивать в 10 раз.
Табл. 2 можно пользоваться при испытании нагрузкой 5 г, а табл. 3 — при испытании нагрузкой 10 г.
Д ля быстрого приближенного (с точностью ±1—2%) определения твердости можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. 5. Для определения твердости соединяют прямой точку на шкале нагрузки (левая шкала), соответствующей нагрузке при испытании (например, Р = 10 г), с точкой на шкале диагонали отпечатка (правая шкала), соответствующей полученной длине диагонали отпечатка (например, d = 15 мк). Проведенная прямая пересекает шкалу твердости (средняя шкала). Точка пересечения указывает число твердости, в данном случае Н = 82 кг/мм2.
Результат по таблице для Р == 10 г и d = 15 мк равен Н= 82,4 кг/мм2.
По номограмме, кроме определения Н, по данным Р и d можно определить Р, если известны Н и d, и можно определить d, если известны Н и Р.
Устройство для фотографирования
Для фотографирования поверхности объекта и отпечатков пирамиды на прибор устанавливают универсальную микрофото- насадку, для чего:
Снимают наклонную окулярную трубку и устанавливают прямую окулярную трубку 1 (рис. 6).
В окулярную трубку 1 помещают стандартный окуляр из комплекта оптики металлографического микроскопа.
На окулярную трубку 1 крепильным кольцом 2 насаживают микрофотонасадку.
Рассматривают поверхность объекта через окулярную трубку 3 микрофотонасадки.
При помощи винта микроподачи 4 наводят на фокус изображение на матовом стекле фотокамеры 5 микрофотонасадки.
Заменяют матовое стекло кассетой с фотопластинкой и производят фотографирование.
На рис. 7 приведены отпечатки микротвердости, полученные при различных нагрузках.
Центрирование прибора
Центрировать прибор необходимо для того, чтобы отпечаток алмазной пирамиды получался при испытании точно в том месте образца, которое выбрано для его нанесения.
Для центрирования прибора необходимо:
Двойной штрих (перекрестие нитей) окулярного микрометра установить в центре поля зрения на делении 4 шкалы (рис. 8, а).
Выбрать на образце место для нанесения отпечатка и подвести его перемещением столика двумя винтами 14 и 15 (см. рис. 1) под перекрестие нитей (рис. 8, б).
Произвести отпечаток (рис. 8, в). Полученный отпечаток х вследствие того, что прибор не центрирован, допустим, расположился не на выбранном месте, а в стороне от перекрестия нитей.
Вращением центрировочных винтов 22 и 23 (см. рис. 1) совместить центр отпечатка х с перекрестием нитей (рис. 8, г).
Перемещением столика двумя винтами вновь установить под перекрестие нитей то место образца, на котором желательно сделать отпечаток (рис. 8, д).
Нанести отпечаток (рис. 8, е). Нанесенный отпечаток y расположился на выбранном месте образца и в перекрестии нитей
Задание
Произвести испытания на микротвердость образцов сталей и сплавов цветных металлов.
Определить твердость.
Составить отчет о работе
Требования к составлению отчета
Отчет о проведенной работе должен содержать:
Задание.
Цель работы.
Схему прибора ПМТ-3 и краткое описание его устройства.
Описание способа измерения диагонали отпечатка и определения твердости
Таблица 1
Числа твердости в кг/мм2 при испытании алмазной квадратной пирамидой с двугранным углом при вершине 136° для нагрузки Р, равной 20 г
Диагональ отпечат-ка d в мк
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
0 10 20 30
40 50 60
70 80 90
100 110 120
130 140 150
160 170 180
190 200 210
220 230 240
250 260 270
280 290 300 |
— 370 92,8 41,2
23,2 14.84 10.30
7,56 5,80 4,58
3,70 3,06 2,58
2,20 1,892 1,648
1,448 1,284 1,144
1,028 0,928 0,841
0,766 0,701 0,644
0,594 0,548 0,508
0,473 0,442 0,412 |
— 306 84.1 38,6
22,0 14,26 9,96
7,36 5,66 4,48
3,64 3,02 2,54
2,16 1,866 1,626
1,430 1,268 1,132
1,016 0,916 0,832
0,760 0,696 0,638
0,588 0,544 0,506
0,470 0,438 — |
— 258 76,6 36,2
21,0 13,72 9,56
7,16 5,52 4,38
3.56 2,96 2,50
2,12 1,840 1,606
1.414 1,254 1,120
1,006 0,908 0,824
0,752 0,688 0,634
0,584 0,540 0,502
0,466 0,436 — |
— 220 70,1 34,0
20,0 13.20 9,34
6,96 5,38 4,28
3,50 2,90 2,46
2,10 1,814 1,584
1,396 1,240 1,108
0,996 0,900 0,816
0,748 0,684 0,628
0,580 0,536 0,498
0,464 0,432 — |
— 189,2 64.4 32,0
19,16 12,72 9,06
6,78 5,26 4,20
3,42 2,86 2,42
2,06 1,788 1,564
1,380 1,226 1,096
0,986 0,892 0,812
0,740 0,676 0,622
0,574 0,532 0,494
0,460 0,430 — |
148,4 164,8 59,4 30.2
18,32 12,26 8,78
6,60 5.14 4.10
3,36 2,80 2,38
2,04 1,764 1,544
1,362 1,212 1,084
0,976 0,884 0,804
0,732 0,672 0,618
0,570 0,528 0,490
0,456 0,426 — |
103.0 144,8 54.8 28,6
17,52 11,82 8,52
6.42 5,02 4,02
3,30 2,76 2,34
2,00 1,740 l,524
1,346 1,198 1,072
0,966 0,876 0,796
0,728 0,668 0,612
0,566 0,524 0,486
0,454 0,424 — |
756 128,4 50,8 27,0
16.80 11,42 8,26
6,26 4,90 3,94
3,24 2.70 2,30
1,976 1,716 1,504
1,330 1,184 1,060
0,956 0,864 0,788
0,720 0,660 0,608
0,562 0,520 0,484
0,450 0,420 — |
580 114,4 47,3 25,6
16,10 11,02 8,02
6,10 4,80 3,86
3,18 2,66 2,26
1,948 1,694 1,486
1,314 1,170 1,050
0,946 0,856 0,780
0,712 0,656 0,604
0,558 0,516 0,480
0,448 0,418 — |
458 102,8 44,2 24,4
15,44 10,66 7,80
5,94 4,68 3,78
3,12 2,62 2,22
1,920 1,670 1,468
1,298 1,158 1,038
0,936 0,848 0,772
0,708 0,648 0,598
0,552 0,512 0,476
0,444 0,414 — |
Таблица 2.
Числа твердости в кг/мм2 при испытании алмазной квадратной пирамидой с двугранным углом при вершине 136° для нагрузки Р, равной 50 г
Диагональ отпечат-ка d в мк |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 10 20 30
40 50 60
70 80 90
100 110 120
130 140 150
160 170 180
190 200 210
220 230 240
250 260 270
280 290 300 |
— 925 232 103
58,0 37,1 25,75
18,90 14,50 11,45
9,25 7,65 6,45
5,50 4,73 4,12
3,62 3,21 2,86
2,57 2,32 2,10
1,92 1,75 1,61
1,48 1,37 1,27
1,180 1,105 1,030 |
— 765 210 96,5
550 35,65 24,9
18,40 14,15 11,20
9,10 7,55 6,35
5,40 4,66 4,07
3,58 3,17 2,83
2,54 2,29 2,08
1,90 1,74 1,60
1,47 1,36 1,26
1,174 1,10 — |
— 645 192 90,5
52,5 34,3 23,9
17,90 13,80 10,95
8,90 7,40 6,25
5,30 4,60 4,02
3,54 3,14 2,80
2,52 2,27 2,06
1,88 1,72 1,59
1,46 1,35 1,25
1,166 1,090 — |
— 550 175 85,0
50,0 33,0 23,35
17,40 13,45 10,70
8,75 7,25 6,15
5,25 4,53 3,95
3,49 3,10 2,77
2,49 2,25 2,04
1,87 1,71 1,57
1,45 1,34 1,24
1,16 1,08 — |
— 473 161 80,0
47,9 31,8 22,65
16,95 13,15 10,50
8,55 7,15 6,05
5,15 4,47 3,94
3,45 3,07 2,74
2,47 2,23 2,03
1,85 1,69 1,55
1,44 1,33 1,23
1,15 1,07 — |
3710 412 148 75,5
45,8 30,65 21,95
16,50 12,85 10,25
8,4 7,00 5,95
5,10 4,41 3,86
3,41 3,03 2,71
2,44 2,21 2,01
1,83 1,68 1,54
1,43 1,32 1,22
1,140 1,065 — |
2575 362 Г37 71,5
43,8 29,55 21.3
16,05 12,55 10,05
8,25 6,90 5,85
5,00 4,35 3,81
3,37 3,00 2,68
2,41 2,19 1,99
1,82 1,67 1,53
1,42 1,31 1,215
1,13 1,06 — |
1890 321 127 67,5
42,0 28,55 20,65
15,65 12,25 9,85
8,10 6,75 5,75
4,94 4,29 3,76
3,32 2,96 2,65
2,39 2,16 1,97
1,80 1,65 1,52
1,41 1,30 1,21
1,125 1,050 — |
1450 286 118 64,0
40,25 27,55 20,05
15,25 12,00 9,65
7,95 6,65 5,65
4,87 4,24 3,72
3,28 2,93 2,63
2,36 2,14 1,95
1,78 1,64 1,51
1,40 1,29 1,20
1,120 1,04 — |
U45 257 110,5 61,0
38,6 26,65 19,5
14,85 11,7 9,45
7,8 6,55 5.55
4,80 4,18 3,67
3,25 2,90 2,60
2,34 2,12 1,93
1,77 1,62 1,50
1,38 1,28 1,19
1,11 1,035 — |
Таблица 3
Числа твердости в кг/мм.2 при испытании алмазной квадратной пирамидой с двугранным углом при вершине 136° для нагрузки Р, равной 100 г
Диагональ отпечатка d в мк
|
0
|
I
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
0 10 20 30
40 50 60
70 80 90
100 110 120
130 140 150
160 170 180
190 200 210
220 230 240
250 260 270
280 290 300 |
— 1850 464 206
116 74,2 51,5
37,8 29,0 22,9
18,5 15.3 12,9
11,0 9,46 8,24
7,24 6,42 5,72
5,14 4,64 4,20
3,83 3,50 3,22
2,97 2,74 2,54
2,36 2,21 2,06 |
— 1530 420 193
110 71,3 49,8
36,8 28,3 22,4
18,2 15,1 12,7
10,8 9,33 8,13
7,15 6,34 5,66
5,08 4,58 4,16
3,80 3,48 3,19
2,94 2,72 2,53
2,35 2,19 — |
— 1290 383 181
105 68,6 47,8
35,8 27,6 21,9
17,8 14,7 12,5
10,6 9,20 8,03
7,07 6,27 5,60
5,03 4,54 4,12
3,76 3,44 3,17
2,92 2,70 2,51
2,33 2,18 — |
— 1100 350 170
100 66,0 46,7
34,8 26,9 21,4
17,5 14,5 12,3
10,5 9,07 7,92
6,98 6,20 5,54
4,98 4,50 4,08
3,74 3,42 3,14
2,90 2,68 2,49
2,32 2,16 — |
— 946 322 160
95,8 63,6 45,3
33,9 26,3 21,0
17,1 14,3 12,1
10,3 8,94 7,82
6,90 6,13 5,48
4,93 4,46 4,06
3,70 3,38 3,11
2,87 2,66 2,47
2,30 2,15 — |
7420 824 297 151
91,6 61,3 43,9
33,0 25,7 20,5
16,8 14,0 11,9
10,2 8,82 7,72
6,81 6,06 5,42
4,88 4,42 4,02
3,66 3,36 3,09
2,85 2,64 2,45
2,28 2,13 — |
5150 724 274 143
87,6 59,1 42,6
32,1 25,1 20,1
16,5 13,8 11,7
10,0 8,70 7,62
6,73 5,99 5,36
4,83 4,38 3,98
3,64 3,34 3,06
2,83 2,62 2,43
2,27 2,12 — |
3780 642 254 135
84,0 57,1 41,3
31,3 24,5 19,7
16,2 13,5 11,5
9,88 8,58 7,52
6,65 5,92 5,30
4,78 4,32 3,94
3,60 3,30 3,04
2,81 2,60 2,42
2,25 2,10 — |
2900 572 236 128
80,5 55,1 40,1
30,5 24,0 19,3
15,9 13,3 11,3
9,74 8,47 7,43
6,57 5,85 5,25
4,73 4,28 3,90
3,56 3,28 3,02
2,79 2,58 2,40
2,24 2,09 — |
2290 514 221 122
77,2 53,3 39,0
29,7 23,4 18,9
15,6 13,1 11,1
9,60 8,35 7,34
6,49 5,79 5,19
4,68 4,24 3,86
3,54 3,24 2,99
2,76 2,56 2,38
2,22 2,07 — |