Описание лабораторной работы

Задание, цель работы. Приборы, материалы и инструмент

Задание

Провести испытание на твердость по Бринеллю образцов стали и сплавов цветных металлов различной толщины. Определить твердость.

Изучить:

• а) схему испытания (с зарисовкой) и величину твердости по Бринеллю;
• б) устройство автоматического рычажного пресса;
• в) выбор диаметра шарика и нагрузки;
• г) подготовку образца для испытания;
• д) подготовку прибора и проведения испытания;
• е) методику измерения отпечатка с помощью лупы (с зарисовкой схемы отсчета по шкале лупы);
• ж) определение твердости по таблице.

Цель работы

Ознакомится с методикой определения твердости металлов по Бринеллю и изучение устройства прибора для проведения лабораторной работы.

Приборы, материалы и инструмент

Для проведения работы необходимо иметь:

автоматический рычажный пресс;

образцы стали и сплавов цветных металлов различной толщины;

лупу для измерения диаметра отпечатка либо прибор — бривископ

наждачное точило;

напильник.

Схема испытания и величина твердости по Бринеллю

Испытание на твердость по Бринеллю производится вдавливанием в испытуемый образец (металл), стального закаленного шарика определённого диаметра под действием заданной нагрузки Р в течение определенного времени. После снятия нагрузки (вдавливания шарика) на поверхности испытуемого образца, заготовки или детали остается сферический отпечаток (лунка). Схема испытания на твердость по Бринеллю дана на рисунке 1.

Отношение нагрузки Р (1Н? 0,1 кгс) к поверхности полученного отпечатка (шарового сегмента) F (мм²) дает число твердости, обозначаемое НВ:

МН/м² (кгс/мм²) (1).

Площадь сферического отпечатка определяется по формуле (2):

(2).

где D — диаметр вдавливаемого шарика, мм;

h — глубина отпечатка, мм.

Так как глубину отпечатка h измерить трудно, гораздо проще измерить диаметр отпечатка d, то целесообразно величину h выразить через диаметры шарика D и отпечатка d:

(3).

Тогда поверхность шарового сегмента определяется по формуле (4):

(4).

а число твердости по Бринеллю будет выражаться формулой (5):

(5).

Чтобы не производить сложных расчетов по приведенной выше формуле, к прессу Бринелля прикладываются таблицы перевода диаметра отпечатка в число твердости НВ (Табл.1). Так, например, если шарик диаметром 10 мм при нагрузке 3000 кгс оставил на образце отпечаток диаметром 3 мм, то число твердости НВ = 415.

Таблица 1 — Зависимость между диаметром отпечатка и числом твердости по Бринеллю (диаметры отпечатков даны для шарика диаметром 10 мм).

Примечания:

• 1 Для определения числа твердости НВ при испытании шариком диаметром 5 мм диаметр отпечатка надо умножить на 2, а при испытании шариком диаметром 2,5 мм — на 4.
• 2 Для перевода значения силы, выраженной в кгс, в единицу системы СИ следует пользоваться соотношением 1 кгс? 9,81 Н.