Вимірювання твердості металів

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня установа

вищої професійної освіти

«ЛИПЕЦЬКА ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

Кафедра фізичного металознавства

Вимірювання твердості металів

Методичні вказівки до лабораторних робіт

для студентів спеціальностей 150105, 150702

Ю. С. Шатов,

І. П. Горбунов,

А. Г. Гвоздєв

Липецьк - 2006

669.01 (07)

Ш 288

Шатов, Ю.С. Вимірювання твердості металів. Методичні вказівки до лабораторних робіт для студентів спеціальностей 150105, 150702. / Ю.С. Шатов, І.П. Горбунов, А.Г. Гвоздьов. - Липецьк: ЛДТУ, 2006. - 33 с.

Призначені для студентів 3 курсу спеціальностей 150105, 150702. У методичних вказівках наведено методику роботи на твердоміри. Вказується мета кожної роботи; повідомляються теоретичні відомості, необхідні для виконання експерименту, наводяться схеми приладів; розглядається порядок виконання робіт і дається форма звіту. Дано варіанти індивідуальних завдань студентам для визначення твердості металів.

Іл. 5. Табл. 7. Бібліогр.: 6. Додатків 2.

Методичні вказівки затверджені на засіданні кафедри фізичного металознавства 15 вересня 2006, протокол № 1

Рецензент - В. В. Логунов

© Липецький державний

технічний університет, 2006

Загальні вказівки

Мета роботи:

1. Освоїти методику вимірювання твердості на приладах Брінелля, Роквелла, Віккерса і мікротвердомере.

2. Навчитися правильно вибирати прилад, навантаження і наконечник при випробуваннях твердості різними методами і визначати твердість виданих зразків.

3. Вміти вимірювати твердість окремих фаз і структурних складових.

Твердість визначає здатність металу чинити опір деформації на поверхні зразка або виробу.

Випробування на твердість широко застосовується в лабораторних і заводських умовах для характеристики механічних властивостей металів і сплавів.

Твердість металів вимірюють за допомогою впливу на поверхню виробів наконечником, виготовленого з твердого матеріалу (загартована сталь, алмаз та ін) і має форму кульки, конуса, піраміди або голки. За характером впливу наконечника розрізняють кілька способів вимірювання твердості: а) метод вдавлювання, б) метод відскоку; в) метод дряпання.

Твердість, визначена вдавленням, характеризує опір металу пластичної деформації.

Твердість, визначена за відскоку, характеризує пружні властивості. Твердість, визначена царапанием, опір руйнуванню. Таким чином, твердість є специфічною властивістю металу і при випробуваннях на твердість можуть вимірюватися пружні властивості металів, опір пластичних деформацій, опір руйнуванню і ар. Широке застосування випробувань на твердість у практиці пояснюється тим, що вони не вимагає тривалого часу, спеціальних складних зразків, можуть проводитися на готових виробах без їх руйнування і дозволяють по емпіричним співвідношенням судити про інших механічних властивостях металу. Вибір форми, розмірів наконечника і величини навантаження залежить від цілей випробування, структури, очікуваних властивостей, станів поверхні і розмірів випробуваного зразка.

Якщо метал має гетерогенну структуру з великими виділеннями окремих структурних складових, різних за властивостями (наприклад, сірий чавун, підшипникові сплави), то для вимірювання твердості вибирають кулька великого діаметру.

При випробуваннях металів з ​​високою, твердістю (наприклад, загартована сталь) застосовують алмазний конус при зниженні загального навантаження (щоб уникнути утворення тріщин у зразку). Однак значне зниження навантаження небажано тому призведе до різкого зменшення деформівного обсягу і може дати значення, не характерні для основної маси металу.

Вимірювання мікротвердості має на меті визначити щільність окремих зерен, фаз, структурних складових і поверхневих шарів металу при його хіміко-термічній обробці. У цьому випадку обсяг, що деформується вдавленням, повинен бути менше обсягу вимірюваного зерна, тому прикладене навантаження вибирається невеликий.

Значний вплив на результати випробувань твердості робить стан поверхні матеріалу. Якщо поверхня нерівна - криволінійна або з виступами - то окремі ділянки в різного ступеня чинить опір вдавлювання, що призводить до помилки при вимірюванні твердості.

Тому, чим менше навантаження, тим ретельніше готується поверхню. Вона повинна представляти шліфовану горизонтальний майданчик, а для вимірювання мікротвердості і поліровану. Вимірювана поверхня повинна бути встановлена ​​горизонтально, тобто перпендикулярно дії навантаження. Протилежна сторона зразка повинна бути зачищена і не мати окалини, тому що остання при навантаженні мнеться, що спотворює результати вимірювання. Метод вдавлювання твердого наконечника набув найбільшого поширення в практиці випробувань металів. До цього методу відносяться методи Брінелля, Роквелла, Віккерса. Вимірювання твердості цими методами стандартизовані і встановлюються ГОСТами:

Брінелля - ГОСТ 9012 - 59, Роквелла - ГОСТ 9013 - 59, Віккерса - ГОСТ 2999 ​​- 59.

На рис. 1 показаний діапазон значень твердості цих трьох принципово однакових методів, заснованих на статичному вдавлюванні твердого наконечника.

Рис. 1. Діапазон значень твердості

Методичні вказівки по вимірюванню твердості на приладах Брінелля, Роквелла, Віккерса і мікротвердомере ПМТ - 3

Загальні відомості про методи випробування твердості на приладах Брінелля і Роквелла описано в навчальних посібниках [1,4], з якими студент повинен детально ознайомитися при підготовці до даної роботи.

Твердість по Бринеллю - НВ, Н / м ^2.

При вимірі твердості на приладі Брінелля студент повинен керуватися наступними порадами:

1. Перш ніж приступити до випробування на твердість, необхідно правильно підібрати по табл. 2 навантаження (Р) і діаметр кульки (Д) виходячи з матеріалу і товщини зразка, ГОСТ 9012 - 59. Навантаження вибирають так, щоб дотримувався закон подібності

Р / Д ² = const (1)

У цьому випадку можливо порівняння твердості, отриманої при різному діаметрі кульок. Мінімальна товщина випробуваного зразка повинна бути не менш десятикратної глибини відбитка. На зворотному боці випробуваного зразка після вдавлювання кульки не повинно бути слідів деформації.

2. Чим більше діаметр кульки, тим вище точність у визначенні твердості.

3. Твердість матеріалу при вимірюванні за Брінелем не повинна перевищувати 4500 МН / м ^2, тому що для вдавлювання використовується сталевий загартований кульку з твердістю НВ = 6000 МН / м ² та при випробуванні більш твердих металів він буде деформуватися сам.

4. Тривалість витримки зразка строго постійна і встановлюється перед виміром від 10 до 60 секунд (згідно табл.2) залежно від матеріалу.

5. Діаметр відбитку (d), отриманого після вдавлювання, вимірюється за допомогою спеціальної лупи з точністю до 0,05 мм. При цьому для кращої освітленості відбитка вікно лупи розташовують у напрямку до джерела світла.

6. Значення твердості знаходять з таблиць або розраховує за формулою Н / м ²

(2)

7. Поверхня випробуваного зразка повинна бути вільна від окалини та інших сторонніх речовин, при цьому поверхня обробляється у вигляді площині так, щоб краю відбитка були чітко видно при вимірюванні його діаметра.

8. Відстань від центру відбитка до краю зразка має бути більше або дорівнює 2,5 d,. а між центрами двох сусідніх відбитків - більше або дорівнює 4 d.

9. Діаметри відбитків (d) повинні знаходитися в межах

.

У разі недотримання цієї умови випробування визнається неправильним і повинно бути повторене із застосуванням відповідної навантаження.

Порядок вимірювання твердості на приладі Брінелля

Після того, як підібрані навантаження, діаметр кульки та встановлено час витримки, випробуваний зразок поміщають на столик і за допомогою маховичка призводять до зіткнення з кулькою до упору, створюючи цим попередню навантаження в 1000 Н. Натисканням кнопки включають електродвигун. Навантаження зразка, витримка і зняття навантаження здійснюються автоматично. Тривалість витримки сигналізується запалюванням лампочки. Після відключення електродвигуна столик опускають і вимірюють отриманий відбиток спеціальної лупою. Діаметр відбитку заміряють в двох взаємно перпендикулярних напрямках і беруть середнє значення. Знаючи діаметр відбитка і прикладену навантаження, по табл. 1 знаходять величину твердості випробуваного зразка.

Твердість по Роквеллу - HRB, Н R А, Н R С, HRF

При вимірі твердості на приладі Роквелла студент повинен керуватися наступними порадами:

1. Випробування твердості на цьому приладі можуть проводитися вдавленням загартованого кульки (D = I, 588 мм), алмазного конуса. При цьому алмазний конус застосовується для випробування твердих металів (НВ - 2500 МН / м ^2).

2. Залежно від типу індентора та обраної навантаження вимірювання твердості проводять за шкалами A, B, C, F. Отримане значення твердості є величиною безрозмірною і виражається в одиницях даної шкали відповідно HRA, HRB, HRC, HRF (див. табл. 3).

3. Прилад вимірює глибину відбитка. Кожне поділ шкали індикатора відповідає глибиною відбитка (h) у 0,002 мм, тому, чим менше h, тим більше твердість.

4. Співвідношення між твердістю і глибиною вдавлювання визначається виразами

для алмазного конуса (3)

для кульки (4)

5. Перед початком випробування необхідно вибрати шкалу виміру, тобто навантаження, шкалу відліку і індентор (кульку або конус). Шкали А і С застосовує для вимірювання загартованої сталі, причому, коли потрібно виміряти твердість у поверхневому шарі, наприклад, після хіміко-термічної обробки, після гарту ТВЧ, навантаження знижують до 500 Н, тобто використовує для вимірювання шкалу А. Для визначення твердості відпалений і нормалізованої сталі застосовують шкалу В, навантаження 1000 Н. Дня кольорових металів, які мають малу твердість, вимірювання проводять за шкалою F. Навантаження в цьому випадку знижена до 500 Н, щоб зменшити глибину проникнення сталевої кульки.

6. Поверхня випробуваного зразка повинна бути очищена шліфуванням від окалини та інших сторонніх речовин.

7. Перпендикулярність програми навантаження забезпечується за рахунок створення паралельності опорних поверхонь зразка.

8. Мінімальна товщина зразка повинна бити не менше восьмикратною глибини впровадження наконечника після зняття основного навантаження. На зворотному боці зразка не повинно бути помітно після вимірювання твердості слідів деформації. Відстань від краю зразка або між сусідніми відбитками повинно бути не менше 3 мм.

9. Відлік результатів вимірювання твердості виробляється в цілих поділках шкали індикатора з точністю 0,5 одиниці шкали. За число твердості приймається результат окремого вимірювання. Причому на кожному зразку повинен бути проведено не менше трьох вимірів.

Порядок вимірювання твердості на приладі Роквелла

Після підготовки поверхні зразка і вибору шкали встановлюється відповідне навантаження і індентор (кульку або алмазний конус). Зразок поміщають на столик приладу і за допомогою маховичка призводять до зіткнення з наконечником, створюючи попередню навантаження в 100 Н, що відзначається на циферблаті установкою маленької стрілки проти червоної крапки. При цьому велика стрілка повинна зайняти вертикальне положення, вказуючи вгору з відхиленням ± 5 поділок шкали від вертикалі. Якщо відхилення стрілки перевищує 5 поділок, попередня навантаження повинна бути знята, а вимірювання твердості вироблено в іншій точці зразка.

Потім поєднує велику стрілку з нулем чорної шкали (незалежно від вибраної шкали вимірювання) і натисканням на важіль дають основне навантаження.

Після повної зупинки руху стрілки (через 2-3 с) проводиться відлік твердості за шкалою індикатора. Необхідно пам'ятати, що при вимірюванні алмазним конусом відлік твердості проводиться по чорній шкалі, а при вимірюванні сталевим кулькою - по червоній шкалою. Незважаючи на ряд недоліків методу Роквелла: умовність величини визначається твердості, мала точність вимірювання цей метод широко застосовується для масового контролю. Причиною цього є ряд переваг методу:

1. Швидке визначення твердості завдяки автоматизації приладів.

2. Можливість визначення твердості матеріалів з ​​НВ> 500 од.

3. Можливість вимірювання твердості на малих і тонких зразках.

Твердість по Роквеллу HR A, HRB, HRC, H R F може бути переведена в твердість по Бринеллю за допомогою таблиці (див. табл. 4), складеної на підставі експериментальних даних

Метод Віккерса

При вимірі твердості по Віккерсу згідно з ГОСТ 2999 ​​- 59 у випробуваний метал вдавлюється чотиригранна алмазна піраміда з кутом при вершині 135 °. Для випробування можуть застосовуватися навантаження 50, 100, 200, 300, 500, 1000 і 1200 М. Відбиток виходить у вигляді квадрата. За допомогою мікроскопа, що знаходиться на приладі, вимірюється діагональ відбитка. Твердість за Віккерсу HV визначають як питомий тиск, що припадає на одиницю поверхні відбитка Н / м ²

(5)

де Р - навантаження на піраміду, Н;

d - довжина діагоналі відбитка, мм ^2.

Числа твердості по Бринеллю і Віккерсу мають однакову розмірність, а для металів з ​​твердістю до 450 од. вони однакові.

Вимірювання твердості алмазної пірамідою дає більш точні значення для металів з ​​високою твердістю, ніж вимірювання кулькою або конусом, так як діагоналі відбитка досить великі навіть при малій глибині відбитка. При вдавлюванні піраміди співвідношення між діагоналями получающегося відбитка при зміні навантаження залишається постійним, що дозволяє в широких межах змінювати навантаження. Величину навантаження вибирають в залежності від цілей дослідження, товщини і твердості досліджуваного зразка. Тривалість витримки під навантаженням становить: для чорних металів 10-15 с, для кольорових металів 30-60 с.

Прилад Віккерса (рис.2) забезпечений важільним пристроєм 1 для навантажування алмазної піраміди 5, спеціальним мікроскопом 6 для вимірювання діагоналей відбитку, а також вантажним приводом 7.

Поверхня зразків для визначення твердості за Віккерсу попередньо ретельно відшліфувати наждачним папером тонкого номера або відполірувати. Товщина досліджуваного зразка повинна бути не менше, ніж 1,5 діагоналі відбитка.

На приладі Віккерса можна вимірювати твердість м'яких металів і дуже твердих сплавів і, крім того, твердість у тонких поверхневих шарах, наприклад при зневуглецювання, поверхневому наклепу, хіміко-термічній обробці і т.д.

Однак кожне визначення по Віккерсу займає порівняно багато часу і вимагає ретельної підготовки поверхні зразка, що є основним недоліком цього методу, що перешкоджає широкому застосуванню його в цехових умовах.

Порядок вимірювання твердості по Віккерсу

1. Визначають необхідну величину навантаження залежно від матеріалу та Форму випробуваного вироби, користуючись таблицею 5.

2. Зразок поміщається на столику 4, встановленому на гвинті 3, який переміщається обертанням маховичка 2 до тих пір, поки не відбудеться зіткнення алмазної піраміда про поверхню зразка.

3. Включається рукоятка 1, і навантаження системою важелів передається на зразок.

4. Відводять виріб від зіткнення з алмазним наконечником поворотом маховика проти годинникової стрілки і, повертаючи головку мікроскопа вправо до упору, поєднує об'єктив мікроскопа з відбитком.

5. Відбиток фокусують і вимірюють величину діагоналей. Для цього обертанням гвинта підводять до краю діагоналі нульову відмітку шкали, а потім, обертаючи мікровінта, підводять до протилежного кінця діагоналі рухливу лінію. При відліку користуються шкалою мікроскопа, один поділ якої дорівнює 0,1 мм, і мікровінта, одне ділення якого на лімбі відповідає 0,001 мм при збільшенні в 100 разів. Для вимірювання другий діагоналі повертають голівку мікроскопа на 90 ° - за годинниковою стрілкою. Після виміру двох діагоналей визначає середнє значення d.

6. Користуючись таблицею, за значенням d визначають твердість по Віккерсу (HV) або знаходять її за формулою (5).

Метод вимірювання мікротвердості

При визначенні мікротвердості чотиригранна алмазна піраміда (з кутом між протилежними гранями при вершині 135 °) вдавлюється у випробуваний матеріал під дуже невеликим навантаженням від 0,05 до 5 Н. Число твердості виражається у величинах твердості Н і визначається за формулою (5).

Числа твердості згідно ГОСТ 9450 - 60 позначають символом Н з вказівкою в індексі величини навантаження в грамах (наприклад, H ₅₀ = 220 означає, що число мікротвердості 220 отримано при навантаженні 0,5 Н).

Випробування на мікротвердість застосовують для контролю якості матеріалу дуже дрібних деталей, а також для визначення твердості структурних складали, твердості покриттів і дуже тонких поверхневих шарів. Поверхня зразка для визначення мікротвердості готують так само, як і для мікродослідження. Полірування рекомендується електролітичне щоб уникнути наклепу в тонкому поверхневому шарі. Для визначення мікротвердості застосовують прилад ПМТ - 3. Це вертикальний мікроскоп 1 з нижнім становищем столика, який

Рис. 2. Прилад Віккерса

Рис. 3. Загальний вигляд приладу ПМТ - 3

Це вертикальний мікроскоп 1 з нижнім становищем столика, який має два змінних об'єктива із збільшенням в 487 і 130 разів (зазвичай користуються збільшенням у 487) і окуляр - мікрометр 4 для вимірювання діагоналі відбитків. Обертанням столика 2 вибране місце на шліфі 3 підводять під індентор - піраміду. Принцип вимірювання твердості такий же, як і по Віккерсу, тільки піраміда відрізняється більш високою точністю виготовлення. На рис. 3 показаний загальний вигляд приладу ПМТ - 3.

Вибір навантаження залежить від завдання вимірювання. Центр відбитка повинен бути віддалений від краю шліфа або від краю сусіднього відбитка не менш ніж на дві діагоналі відбитка. Якщо відбиток отриманий занадто близько до краю, то вдавлювання індентора полегшується і тому значення твердості виявляється заниженим. Якщо перший відбиток розташований дуже близько від другого, то другий відбиток буде перебувати в зоні, вже наклепанной від першого вдавлювання, тому твердість виходить завищеною.

При малому навантаженні велика відносна похибка у вимірі відбитка і сильніше позначається якість шліфа, тому бажано брати найбільше навантаження.

Замість визначення числа твердості за формулою зазвичай користується таблицями, розрахованими для навантажень 0,2; 0,5; 1 і 2 Н. Але якщо потрібно виміряти твердість окремого зерна, доводиться знижувати навантаження, поки відбиток не виявиться настільки малим, щоб до країв зерна залишалося не менше двох діагоналей. Навіть відбиток, далеко віддалений від видимої границі зерна, може давати завищене (або занижене) значення твердості через те, що під ним на невеликій глибині під поверхнею шліфа залягає інша фаза (більш тверда або більш м'яка). Індентор "впирається" у неї або, навпаки, "провалюється" крізь тверду кірку в м'яку підкладку. Тому розкид виміряних значень мікротвердості, як правило, набагато більше, ніж при звичайних вимірах твердості. Вимірювання мікротвердості мають цінність тільки при правильній статистичній обробці діагонального числа розмірів.

Середнє значення мікротвердості Н обчислюємо за формулою (6), середньоквадратичні значення S _А - за формулою (7)

(6)

де n - число вимірювань,

Н _i - поточне вимірювання.

Для можливості обробки отриманих даних на ЕОМ виробляли перетворення

(7)

число ступенів свободи

де - Дисперсія;

- Дисперсія вимірювань структурної складової А;

- Дисперсія вимірювань структурної складової B.

Критерій Стьюдента підраховуємо по формулі

(8)

За значеннями і знаходять з таблиці 6 значення Р - імовірності з того, що дійсні твердості H ₁ і H ₂ однакові. Величина Р = 0,9 означає, що з імовірністю більше 90% значення мікротвердості першого і другого зразків повинні збігатися. Малі значення Р вказують на існування достовірної різниці в твердості.

Порядок виміру мікротвердості

Перед вимірюванням мікротвердості необхідно:

1. Підготувати поверхню дослідженого зразка так само, як при мікроструктурного аналізу (шліфування - полірування - травлення),

2. Визначити ціну поділки окуляр - мікрометра (див. роботу "Кількісний аналіз" [2]).

3. Підібрати навантаження залежно від розміру до передбачуваної твердості.

4. Закріпити шліф до неметалевої пластині за допомогою ручного преса і пластиліну строго паралельно горизонтальній площині предметного столика.

Після цього приступають до вимірювань.

1. Пластину зі шліфом встановлюють на столику.

2. Переміщенням столика мікровінта підводять обране для уколу місце під перехрестям окуляра.

3. Встановлюють барабанчик окулярного мікрометра 7 в нульове положення.

4. Повертають столик до упору (робити плавно), при цьому зразок розташовується під навантаженням.

5. Навантажують зразок повільним (10-15 с) поворотом рукоятки аретира індентора 4 і роблять витримку 5 с., Після чого рукоятку аретира повертають у вихідне положення. Кожного разу, перш ніж обертати столик, необхідно переконатися, що алмазна піраміда піднята. Увага! Обертаючи столик при опущеному індентора (наконечнику), можна зламати алмаз.

6. Знявши навантаження, столик повертають обертанням у вихідне положення, тобто під мікроскоп. Якщо відбиток значно віддалений від перехрестя (див. рис. 4. (1)), гвинтами 9 (рис. 3) обережно зміщують зображення відбитка в перехрестя.

7. Мікровінта 7 переміщують перехрестя з положення 1 у положення 2 (мал. 4) і на лімбі мікровінта 7 визначають довжину діагоналі відбитка у поділках лімба d _справ.

Результати вимірювань заносять у таблицю. Величину діагоналі відбитка в мікронах визначають за формулою з урахуванням знайденої раніше ціни поділки

d _мкм = d _справ.

Рис. 4. Прийоми послідовного вимірювання діагоналі відбитків на приладі ПМТ-3 окуляр - мікрометром АМ9-2 (АМ9-1)

Рис. 5. Графік для визначення мікротвердості без перерахунку

Зробивши переклад кожного виміряного значення діагоналі в твердість, знаходять середнє значення твердості (окремо дет кожного виміру). Оскільки залежність твердості від довжини діагоналі нелінійна, не можна обчислювати спочатку середню діагональ, а потім знаходити по ній твердість. Для прискорення роботи рекомендується побудувати на міліметрівці, використовуючи формулу (5), графік в координатах d _справ - твердість і з нього знаходити всі значень твердості.

Методика роботи

У цій роботі студенти знайомляться з технікою визначення твердості за Бринеллю, Роквеллу, Віккерсу і мікротвердості на приладі ПМТ - З і набувають навик для того, щоб при виконанні інших робіт вони могли визначати твердість самостійно. Крім, того, студенти знайомляться з пристроєм пресів Брінелля, Роквелла, Віккерса, приладу ПМТ - 3 і з принципом їх роботи.

Завдання на визначення твердості методом Брінелля і Роквелла

Студент вивчає індивідуальну завдання (див. додаток 1) і вирішує її самостійно. Перш ніж почати випробування студент з'ясовує, які із зразків треба випробувати по Бринеллю і які за Роквеллу.

1. Виміряти твердість на зразках, попередньо вимірявши штангенциркулем товщину зразків.

2. Користуючись табл.2, вибрати, діаметр кульки і навантаження.

3. При випробуванні за Роквеллу необхідно встановити, за якою шкалою треба робити вимірювання твердості (за шкалою А, В, С і F), користуючись при цьому табл. 3. Виміряти твердість зразка за Бринеллю і Роквеллу і зіставити її.

4. Твердість за Бринеллю визначити за таблицею і розрахувати за формулою (2). Зіставити отримані результати. Діаметр відбитку заміряти у двох перпендикулярних напрямках і брати середнє значення.

5. Твердість по Роквеллу визначити з середнього значення трьох вимірів.

6. Визначити межа міцності і межа витривалості, користуючись табл.8.

7. Всі отримані результати занести в таблиці.

Завдання на визначення твердості за Віккерсу

На приладі можуть працювати одночасно не більше 2-3 студентів. Для вимірювання твердості по Віккерсу зразки шліфують і полірують. Випробуванню на HV піддаються зразки різних марок вуглецевої або легованої сталі, провели термічну обробку (відпал, нормалізацію, загартування, відпустка).

1. Провести випробування на твердість різних марок вуглецевої сталі 20, 35, 45, У7, У8, У12 в отожженном стані. Зробити висновок про вплив змісту вуглецю на твердість сталі. Пояснити отримані результати у зв'язку зі зміною структури.

2. Провести випробування стали 45, У8 в нормалізованому, загартованому та відпущеному станах. Зробити висновок про вплив термообробки на властивості сталі.

3. Один з відпалених зразків випробувати по Бринеллю і Роквеллу, зіставити, числа твердості, отримані за Віккерсу, за Брінелем і Роквеллу. Аналогічне завдання по пунктах 1, 2, 3 за вказівкою викладача може бути виконано для легованих марок сталей.

4. При вимірі твердості по Віккерсу на кожному зразку робиться 10-15 відбитків.

5. Отримані результати вимірів занести в таблицю.

Завдання на визначення мікротвердості

На одному приладі ПМТ - 3 можуть працювати одночасно не більше 2-3 студентів.

1. Виміряти мікротвердість зразків у відповідності з індивідуальним завданням (див. додаток 2).

2. На шліфі вимірюють твердість різних фаз або структурних складових. Якщо це вуглецева сталь (наприклад, ст.45), то визначають твердість фериту і перліту. Студент робить по 15 відбитків на кожній структурної складової.

3. Кожен студент обчислює середнє значення H, а також всі внесені в табл. 7 величини (окремо для кожної фази).

4. З 30-45 виміряних значень мікротвердості перліту і фериту з інтервалом в 10 од. будують гістограму розподілу мікротвердості для кожної структурної складової.

5. За допомогою формул (8), (9), (10) і табл. 6 перевіряють, наскільки вірогідно знайдене відмінність в твердості фериту та перліту, якщо:

   1. використовувати по 3 виміру, твердості кожної складової,

   2. використовувати 10 вимірів,

   3. використати 20, 30, 45 вимірів (об'єднати дані двох - трьох студентів).

Отримані результати зобразити графічно.

Форма звіту

Студент представляє письмовий звіт про роботу, у якому повинні бути наведені:

1. Короткий опис визначення твердості за Бринеллю, Роквеллу, Віккерсу та мікротвердості з викладом теоретичних положень і формул.

2. Схема одного з приладів c зазначенням призначень основних деталей.

3. Письмове обгрунтування вибору приладу і умов випробувань для вирішення індивідуальної задачі.

4. Результати випробувань у вигляді таблиці і графіки з поясненням причин зміни твердості в залежності від виду термічної обробки.

5. Окрім вирішення індивідуальної задачі кожен студент виконує додаткову роботу, зазначену у завданнях з визначення твердості на приладах Брінелля, Роквелла, Віккерса і ПМТ - 3, що має знайти відображення у звіті.

Бібліографічний список

1. Гвоздьов А.Г. Лабораторний практикум з матеріалознавства. Навчальний посібник [Текст] / О.Г. Гвоздьов. Липецьк: ЛДТУ, 2002.

2. Лівшиць Б.Г. Металографія [Текст] / Б.Г. Лівшиць. М.: Металургія, 1971.

3. Захаров AM Діаграми стану подвійних і потрійних систем [Текст] / AM Захаров. М.: Металургія, 1978.

4. Крімер Б.І. Лабораторний практикум з металографії і фізичними властивостями металів і сплавів [Текст] / Б.І Крімер, Є.В. Панченко, Л.А. Шишко, В.М. Миколаєва, Ю.С. Авраамів. М.: Металургія, 1966.

5. Панченко О.В. Лабораторія металографії [Текст] / Є.В. Панченко, Ю.А. Скаков, Б.І. Крімер, П.П. Арсентьєв, К.В. Попов, М.Я. Цвілінг. М.: Металургія, 1965.

6. Штремель М.А. Лабораторний практикум зі спецкурсу «Міцність сплавів». Частина 1. [Текст] / М.А. Штремель. М.: Металургія, 1968.

Таблиця 1

Числа твердості по Бринеллю, НВ (МН / м ² ∙ × 10 ^-1)