1. Мета роботи:
1.1 Вивчення, будови та роботи твердомірів ТШ-2 і ТК-2.
1.2 Ознайомитись з правилами техніки безпеки при роботі на твердомірах.
1.3 Виміряти величини твердості м’яких, середньої твердості і твердих матеріалів при допомозі твердомірів ТШ-2 та ТК-2 і порівняти отримані результати.
1.4 По отриманим числам твердості визначити величини границі міцності, використовуючи співвідношення між НВ і σв
.
2. Матеріальне забезпечення.
2.1 Твердоміри ТШ-2; ТК-2.
2.2 Зразки для випробувань на твердість
2.3 Мікроскоп для визначення діаметра відбитка
2.4 Таблиця чисел твердості.
2.5 Методичні вказівки до підготовки і проведення лабораторної роботи.
3. Вимоги техніки безпеки.
3.1 Студенти, які не пройшли інструктаж по техніці безпеки до проведення лабораторної роботи не допускаються.
3.2 Забороняється самостійне включення твердомірів і працювати на них без дозволу викладача.
3.3 Необхідно перевірити наявність заземлення твердомірів, не повинно бути пошкодженої електромережі.
3.4 Навішення грузів на ТШ-2 повинна робити одна людина під контролем викладача.
3.5 Забороняється працювати на твердомірах із знятими огородженнями.
3.6 Забороняється проводити прибирання, чищення, змазування при роботі твердомірів
Вимірювання твердості за Роквеллом
Суть методу в тому, що у випробовуванні матеріал заглиблюються алмазний конус з кутом при вершині 120є або сталева загортована кулька діаметром 1,59 мм. Іноді замість алмазного використовують твердосплавний конус. Щоб уникнути впливу мікро нерівностей і складної конфігурації поверхні, до алмазного конуса послідовно прикладають дві сили - попередню і основну.
Спочатку до алмазного конуса прикладають попередню силу F0,
під дією якої він заглиблюється в метал на величину h0.
Потім плавно додають основну силу F1
, внаслідок чого заглиблення конуса зростає до значення h0
+ h1
.
Загальне навантаження буде рівне сумі:
F = F0
+ F1
Попереднє навантаження у всіх випадках рівне 10 кг, а основне:
при вдавлюванні сталевої загартованої кульки (шкала В)
F1
= 90 кг; F = 10 + 90 = 100 кг
При вдавлюванні алмазного конуса (шкала С)
F1
= 140 кг; F = 10 + 140 = 150 кг
Після зняття основної сили F1
залишається попередня сила F0
. Під дією пружних деформацій металу алмазний конус дещо піднімається вгору і займе положення, що визначається розміром h0
+ h1
.
Число твердості по Роквеллу - число абстрактне і виражається в умовних одиницях. За одиницю твердості прийнята величина відповідна осьовому переміщенню наконечника на 0,002 мм. Циферблат твердоміра розділений на 100 поділок, кожна з яких відповідає глибині вдавлювання 0.002 мм.
Нульова поділка чорної шкали (шкала С) збігається з початковим положенням стрілки. Червона шкала (шкала В) зміщена відносно нульової поділки чорної шкали на 30 поділок в напрямку, протилежному руху стрілки індикатора.
При вдавлюванні наконечника початкова поділка червоної шкали співпадає з поділкою 30 на циферблаті індикатора.
Це зроблено по тій причині, що глибина вдавлювання часто перевищує 0,2 мм і тоді стрілка при вдавлюванні робила би поворот більше ніж на 100 поділок, тобто значення твердості могло би одержатись від’ємним.
Твердість за Роквеллом визначають за величиною різниці заглиблення h0
+ h алмазного конуса в матеріал під дією загальної сили F0
+ F1
, але після зняття основної сили F1
і заглиблення h0
під дією попередньої сили, заглиблення буде:
(h0
- h) - h = h
Якщо
віднімають значення h і отримують hmax
- h. Оскільки твердість за Роквеллом прийнято виражати не в мм, а в поділках шкали індикатора, то величину hmax
- h ділять на ціну поділки шкали С (С=0,002 мм).
При застосуванні: алмазного конуса hmax
= 0,20 мм
hmax
= 0,26 мм
4. Порядок виконання роботи
4.1 Вивчити вимоги техніки безпеки при роботі на твердомірах.
4.2 Познайомитись з схемою і принципом роботи твердоміра, його включення і виключення.
4.3 Підготувати дослідний зразок для випробувань на твердомірах. Поверхня зразка повинна біти чистою, без слідів масла і інших забруднень. Гальванічні покриття, окалина повинні бути усунені. Опорна поверхня повинна бути плоскою і щільно прилягати до опорного стола.
4.4 Поверхня опорного стола повинна бути чистою і гладкою.
4.5 Вибрати в залежності від зразка задані умови випробовувань: нагрузку, діаметр кульки або алмазний конус, час витримки (ТШ-2) чи шкалу (ТК-2).
4.6 Підібрати наконечник і закріпити його в шпинделі за допомогою встановлювального гвинта.
4.7 Підібрати і встановити тягарі відповідно вибраному наконечнику і стосовно до шкали, по якій будуть вести випробовування.
4.8 Установити випробовуваний зразок на стіл приладу.
4.9 Провести замір твердості і занести дані в таблицю випробовувань.
| № п/п |
Найменування матеріалу |
Загрузка F в Н |
Шкала |
Вимірювання твердості по Роквеллу HRc
|
||
| I |
II |
Серед. знач. |
||||
| 1 |
Сталь 3 Сталь 45 |
150 |
чорна |
41 |
79 |
60 |
4.10 Провести переведення твердості з НВ на HRc
чи навпаки по таблиці чисел твердості.
4.11. Викреслити схему випробовувань.
F1
F0 F0 F0
.
h0
h1 h
Поверхня зразка
100
80 h
60 h1
40 hmax
20 HR
0
4.12. Скласти і здати звіт про виконану роботу.
Висновок
На лабораторній роботі я вивчив будову твердоміра ТК-2, ознайомився з правилами техніки безпеки при роботі на твердомірах, виміряв величину твердості матеріалів за допомогою твердоміра ТК-2 і порівняв отримані результати.
Література
1. Черток Б.Е. Лабораторные работы по технологии металлов и конструкционным материалам. М. Машиностроение, 1969
2. Самокоцкий А.И. Кунявский М.Н. Лабораторные работы по металловеденью и термической обработке металлов. М. Машиностроение, 1981.
3. Сологуб М.А. і др. Технологія конструкційних матеріалів. К. Вища школа. 2002.
4. Кузьмин Б.А. Технология металлов и конструкционные материалы. М. Машиностроение, 1989.
5. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. М. Машиностроение, 1987
6. Попович В.В., Попович В.В. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство. Львів "Світ", 2006