Механические испытания: твердость по методу Бринелля и методу Роквелла

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

«Уральский государственный технический университет – УПИ»

Лабораторная работа

по курсу: Материаловедение

Тема: «Механические испытания: твердость по методу Бринелля и методу Роквелла».

Выполнил: студент

группы Т-13051КТ

Коробов Сергей

     Юнгман Андрей

                                                                        Принял:

Никонов Г.И.

Краснотурьинск 2003 г.

Ход Работы:

а) Полученные образцы были зачищены напильником в местах подвергаемых будущей обработке.

б)    Выбрали   нагрузку   (1000кг)   на   индентор.

в)   Выполнили   замеры   твёрдости   всех   образцов   по   Бринеллю   и   сравнительное   испытание   по   Роквеллу.

г) Для определения твердости металла по методу Бринелля нужно использовать формулу

НВ = , где

НВ- число твердости,

Р_н- нагрузка на металл,

Д_ш- диаметр шарика, используемый для определения твердости металла,

d_o- диаметр лунки, полученный в результате применения метода Бринелля.

1. Вычислим число твердости - НВ чугуна:

·  штатива: d_о=2,6  (мм), Д_ш= 10 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 185.

·  заливки: d_о=2,57 (мм), Д_ш= 10 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 190.

·  трубы: d_о=2,15 (мм), Д_ш= 10 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 265.

2. Вычислим число твердости –НВ стали:

·  шестигранник:  d_о=2,85 (мм), Д_ш= 10 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 151.

·  цилиндр (сталь 6): d_о=2,41 (мм), Д_ш= 10 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 215.

·  шайба (сталь 45): d_о=1,8 (мм), Д_ш= 10 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 389.

3. Вычислим число твердости –НВ медных сплавов:

·  бронза: d_о=3,8 (мм), Д_ш= 10 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 89.

·  латунь: d_о= 2,58 (мм), Д_ш= 5 (мм), Р_н=1000 кг/с.

НВ= = 178.

4) Протокол испытаний.

Металлы		Метод Бринелля	Метод Роквелла
Чугун	штатив	НВ=185	HRC=78
	заливка	НВ=190	HRC=69
	труба	НВ=265	HRC=75
Сталь	шестигранник	НВ=151	HRC=75
	цилиндр	НВ=215	HRC=84
	шайба	НВ=389	HRC=80
	фреза	­­-	HRC=95
Медные сплавы	бронза	НВ=89	-
	латунь	НВ=178	-
Титановый сплав	«ВТ 22»	-	HRC=68

Для перевода числа твердости из Роквелла к числу твердости по  Бринеллю необходимо найти их отношение, полученный результат будет коэффициентом отношения.

= k, например, чугун – труба, где НВ=265, HRC=75→ =3,5.

Теоретические пояснения.

По Бринеллю: Твёрдость – отношение нагрузки на индентор, к площади поверхности отпечатка.

В машине Бринелля используется шарик, передающий нагрузку от машины к образцу. При использовании шариков различных диаметров и при изменении груза на инденторе можно повышать и понижать силу воздействия на образец.

При использовании шарика с Д_ш = 10мм:

 Диапазон нагрузки: 8 – 450 HB:

а) 8 – 30 HB – нагрузка 250 – 500 кгс.

б) 40 – 140 HB – 1000 кгс.

в) 160 – 450 HB – 3000кгс.

При использовании шарика с Д_ш = 5мм:

Диапазон нагрузки: 40 – 450 HB:

а) 40 – 140 HB – нагрузка 250 – 500 кгс.

б) 160 – 450 HB – 1000 кгс.

При использовании шарика с Д_ш = 2,5мм:

Диапазон нагрузки: 160 – 450 HB:

а) 160 –450 HB – нагрузка 250 кгс.

Метод Роквелла используется для твёрдых тел, если их твёрдость больше 18 HRC. Если же твёрдость тел меньше 18 HRC, то переходят на метод Бринелля. Преимуществом метода Роквелла является то, что данные о твёрдости образца сразу же отображаются на приборе, а при использовании метода Бринелля результат нужно высчитывать. Недостатком же машины Роквелла является разброс при показаниях жёсткости металла, поэтому берётся средняя жёсткость металла.

Выводы по работе:

При проведении лабораторной работы мы рассмотрели два способа измерения жёсткости металлов. Выяснилось, что самой прочной оказалась стальная фреза (HRC=95=332,5 НВ), а самой мягкой оказалась бронза (НВ=89).