48

Лабораторна робота №1

Тема: Визначення твердості матеріалів.

Мета роботи: Визначення твердості матеріалів методом Роквелла.

Прилади і матеріали: прилад моделі ТК-14-250, міри твердості, мікроскоп МБС-9, зразки матеріалів.

Теоретичні відомості.

В цьому методі твердість визначається за глибиною відбитка, одержаного при вдавлюванні алмазного конуса або стальної кульки. Це дозволяє змінювати навантаження в широких межах без зміни значення твердості в зв‘язку з тим, що при вдавлюванні конуса зберігається закон подібності, а умови деформації під вершиною конуса (кульки) із збільшенням тиску не змінюються.

Прилад вимірює глибину відбитка алмазного конуса (кульки) або, точніше, різницю між глибиною відбитків, одержаних від вдавлювання індентора під дією основного навантаження і від вдавлювання від попереднього навантаження. Кожна поділка індикатора відповідає глибині вдавлювання 2 мкм. Однак стрілка індикатора показує не глибину вдавлювання Н, а величину 100-Н по чорній шкалі при вимірюванні алмазним конусом і величину 130-Н по червоній шкалі при вимірюванні кулькою. Чим твердіший матеріал, тим менше Н, тим більше повинно бути число твердості.

При вимірюванні твердості за Роквеллом спочатку подається попереднє навантаження (10 кГс = 98 Н). Попереднє навантаження проводять для того, щоб позбутися впливу пружньої деформації і різної степені шорсткості поверхні зразка на результати вимірювань.

Твердість за Роквеллом можна вимірювати:

1. алмазним конусом з загальним навантаженням 150 кГс. В цьому випадку твердість позначається HRC (H – твердість, R – Роквелл, С – шкала індикатора);

2. алмазним конусом із загальним навантаженням 60 кГс. В цьому випадку твердість позначається НRA.Числа НRA можна перевести на числа HRC за формулою:

HRC = 2HRA – 104 ;

3. стальною кулькою із загальним навантаженням 100 кГс. Твердість в цьому випадку позначається НRB. Діаметр стальної кульки становить 1,588 мм.

Відстань від центра відбитка до краю зразка або до центру іншого відбитка не повинна бути менше 1,5 мм при вдавлюванні конуса і не менше 4 мм при вдавлюванні кульки. Товщина зразка повинна бути не менше 10-кратної глибини відбитка.

Порядок роботи на приладі.

Підготовлений зразок встановлюється на столик і поворотом маховика за годинниковою стрілкою піднімають столик до початку руху стрілок на індикаторі. На циферблаті індикатора нанесені дві шкали (чорна, суміщена С і А, та червона –В) і є дві стрілки – велика (вказівник твердості) та маленька – для контролю величини попереднього навантаження, яке подається вручну. Піднімання столика поворотом маховика здійснюється доти, поки маленька стрілка не суміститься з нанесеною на індикаторі червоною рискою (велика стрілка повинна стати вертикально вгору). Це значить, що індентор вдавлений у зразок силою Р=10 кГс. Потім плавно звільняють важіль і подають на зразок основне навантаження. При цьому велика стрілка обертається проти годинникової стрілки. Час прикладання основного навантаження 3-6 с. Після цього важіль плавно переводять в початковий стан, знімаючи основне навантаження, але залишаюче попереднє. При цьому велика стрілка індикатора обертається за годинниковою стрілкою до певного значення, яке і є числом твердості за Розвалом. Це значення фіксується. Відлік результатів здійснюється при дії попереднього навантаження. Зафіксувавши покази, столик приладу опускають разом із зразком.