Федеральное государственное образовательное учреждение.
Ульяновский электромеханический колледж.
Комиссия 150410 «Производство изделий на автоматических роторных и роторно-конвейерных линиях»
Лабораторная работа №1
По дисциплине «Материаловедение»
Тема: «Определение твердости металлов»
Разработал: Преподаватель спец. дисциплин
Одобрено:
Зам. директора по УР
_____________
Председатель ПК
_____________
Ульяновск. 2009
Лабораторная работа 1
ТЕМА: Определение твердости металлов.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться самостоятельно производить испытания на твердость по методу Роквелла.
ЗАДАНИЕ: 1. Ознакомиться с устройством и принципом действия приборов.
2. Произвести испытание на твердость образцов стали.
3. Составить отчет о работе
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ:
Твердость по методу Роквелла определяется путем вдавливания в металл специального наконечника под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной 10 кг. И общей
Разность глубин, на которые проникает наконечник под действием двух нагрузок, характеризует твердость испытываемого объекта.
В зависимости от условий испытаний могут применяться следующие наконечники: 1) стальной шарик диаметром 1,588мм;
2) алмазный конус с углом 120о
Твердость по Роквеллу – число отвлеченное и выражается в условных единицах. В зависимости от того, чем и при какой нагрузке производится испытание, т. е. по какой шкале А, В или С, число твердости обозначается HRA, HRB, HRC. Например, HRC 50 (твердость 50 по шкале С).
Описание и работа прибора.
Общий вид и схема прибора типа Роквелла показана на рис.3,а и б. На столик 1 подъемного винта устанавливается испытуемый образец или изделие. Подъем винта производится вращение штурвала 2. Приложение предварительной нагрузки в 10 кг к испытуемому предмету производится при помощи цилиндрической пружины 4, которая действует на наконечник 3 прибора.
При вращении штурвала 2 сжимается пружина 4 и шарик или алмаз начинает вдавливаться в образец, а стрелки поворачиваются по циферблату индикатора 11. Штурвал 2 вращают до тех пор, пока маленькая стрелка 1 не дойдет до риски 2, а большая стрелка 3 циферблата установиться приблизительно в вертикальном положении, чем создается предварительная нагрузка 10 кг. (см. рис.4). Индикатор имеет кольцо, с двумя шкалами - черной С и красной В. Кольцо может вращаться, чем достигается совмещение нуля черной шкалы с большой стрелкой. Совмещение большой стрелки циферблата с нулем черной шкалы со значком С производится независимо от того что вдавливается в испытываемый образец – шарик или алмазный конус. Совмещение большой стрелки с нулем красной шкалы со значком В не производится ни в коем случае.
Рычажная система 6 на рис.3 вместе с грузами 7.8 и 9 прикладывают к образцу основную нагрузку, для этого необходимо освободить рукоятку 5, плавное опускание рычага 6 достигается при помощи масляного тормоза 10.
После приложения основной нагрузки, отмечаемой остановкой движения стрелки индикатора, для исключения упругих деформаций прибора прибор приводят в то состояние, которое он имел до приложения основной нагрузки, т. е. оставляют одну предварительную нагрузку. Для этого рукоятку 5 возвращают в исходное положение. Большая стрелка индикатора перемещается и останавливается, указывая на шкале число твердости по Роквеллу.
При испытании шариком отсчет производится по красной шкале и твердость обозначается HRB; при испытании алмазным конусом под нагрузкой 250 кг отсчет производится по черной шкале и обозначается HRC; при испытании алмазным конусом под нагрузкой 60 кг отсчет производится по черной шкале и обозначается HRA. Каждое деление шкалы соответствует единице твердости и равно глубине вдавливания шарика или алмазного конуса на 0,002 мм.
Числа на циферблате расположены в направлении, противоположном вращению стрелки, так, что глубина вдавливания обратно пропорциональна величине отсчета. Это означает, что чем тверже материал, тем выше отсчет.
Для проведения испытаний образец устанавливают на опорном столике. Вращают штурвал, постепенно подводя испытываемую поверхность до соприкосновения с наконечником. После этого медленно вращают штурвал до тех пор, пока малая стрелка индикатора не совпадет с риской на шкале, а большая стрелка не примет вертикального положения.
Отклонение от последнего может составлять 5 делений.
В этом положении нагрузка 10 кг, создаваемая предварительно сжатой пружиной, будет приложена полностью. Если столик с образцом был случайно поднят слишком высоко и малая стрелка индикатора перешла риску, необходимо выбрать на испытуемой поверхности другую точку и начать испытание сначала. Затем повернуть ободок индикатора до тех пор, пока ноль черной шкалы не совпадет с большой стрелкой.
Основной грузовой рычаг освобождают, нажимая слегка на рукоятку, находящуюся с правой стороны прибора, при этом рычаг медленно опускается и нагружает наконечник общей нагрузкой.
Отсчет производится после снятия основной нагрузки возвращением пусковой рукоятки в начальное положение при резком замедлении перемещении наконечника, что видно по движению стрелки индикатора. Время выдержки под общей нагрузкой должно быть минимальным и не превышать 1 сек.
После этого производят отсчет по индикатору по наружной черной шкале в случае применения алмазного наконечника и по внутренней красной шкале при шариковом наконечнике и записывают результаты. Вращают штурвал подъемного винта в обратную сторону, опуская тем самым столик и снимают образец
Расстояние от центра отпечатка до края образца или до центра другого отпечатка должно быть при испытании по шкалам А и С не менее 2,5 мм, а при испытании по шкале В не менее 4 мм.
Таблица
№ образца | Материал образца | Нагрузк. Р, кг | Наконечник | шкала | Измерения | среднее | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Контрольные вопросы:
1.Что такое твердость?
2.Какие методы определения твердости вы знаете?
3.Чем отличаются существующие методы друг от друга?
4.Влияет ли твердость материала на выбор метода?
5.Какие виды наконечников вы знаете?
6.Почему числа на циферблате расположены в направлении, противоположном вращению стрелки?
Содержание отчета:
1. Тема и цель работы.
2. Схема прибора.
3. Таблица с полученными данными.
4. Вывод.
5. Ответы на контрольные вопросы.
