Порядок измерение твердости по бринеллю

Порядок измерения твердости по Бринеллю

1. Зачистить поверхности образца на тонкой абразивной шкурке.

2. Установить испытуемый образец на столик 2 прибора (см. рис. 3.1).

3 2 1
4 5

Рис. 3.1. Схема прибора для измерения твердости по Бринеллю

3. Поворотом вручную маховика 1 винтового устройства по часовой стрелке поднять столик вверх до упора шарика 3 в испытуемый образец.

4. Нажатием кнопки включить двигатель 5. Груз 4 постепенно начнет перемещаться вниз, в момент приложения полной нагрузки загорится сигнальная лампочка и начнется время выдержки τ под нагрузкой. После остановки в нижнем положении в течение заданного времени τ груз начнет подниматься, лампочка погаснет и в верхнем положении движение груза прекратится, двигатель 5 автоматически отключится.

5. Вращением маховика 1 против часовой стрелки опустить столик 2 и снять образец с отпечатком твердости.

0 1 2 3 4 5 6 7

3
4
5

Рис. 3.2. Измерение отпечатка микроскопом МПБ-2:

а – общий вид; б – измерение отпечатка; 1 – окуляр; 2 – основание;

3 – отпечаток; 4 – шкала; 5 – основание микроскопа

6. Замерить посредством оптического микроскопа (рис.3.2) диаметр d отпечатка с точностью до 0,05 мм. При измерении микроскоп устанав-ливают на лунку вырезом к свету и, вращая окуляр, добиваются требуемой четкой видимости отпечатка. Далее один край отпечатка совмещают с началом отсчета шкалы и определяют размер (на рис.3.2 этот размер d составляет 4,2 мм). По опреденному диаметру d отпечатка по таблице в приложении найти соответствующее значение числа твердости НВ.

7. Записать полученные данные в таблицу протокола испытаний.

Протокол испытаний твердости по Бринеллю

1. Тип прибора Бринелля –

2. Номер образца –

3. Материал образца –

4. Условия испытания:

диаметр шарика D, мм –

длительность выдержки τ, сек –

5. Диаметр отпечатка d, мм –

6. Твердость по Бринеллю, НВ –

7. Временное сопротивление металла σв, МПа –

Временное сопротивление (предел прочности) измеряемого металла оценивается по выражению σв = х·НВ, МПа, где для разных металлов значения х составляют: 3,3 – для сталей; 1,5 – для чугуна; 2,5 – для литейных алюминиевых сплавов; 3,8 – для деформируемых алюминиевых сплавов; 3 – для титановых сплавов; 4,5 – для хромоникелевых коррозионностойких сталей и латуней.

Твердость по Роквеллу

Испытания на твердость по Роквеллу производят вдавливанием в испытуемый образец (деталь) алмазного конуса с углом 120° или стального закаленного шарика диаметром 1,588 мм. Эти инденторы (наконечники) вдавливаются в образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок. Вначале вручную прикладывают предварительную нагрузку
Р0 = 98 Н(10 кгс), затем в процессе измерения к ней автоматически добавляется основная нагрузка Р1, и, таким образом, общая нагрузка Р составляет Р = Р0 + Р1. На конечной стадии цикла измерения основная нагрузка автоматически снимается и показания твердости считываются с индикатора (шкалы) прибора при сохранении предварительной нагрузки. Схема измерения твердости по Роквеллу дана на рис.3.3.

Методика измерения твердости по Роквеллу регламентирована ГОСТ 9013–59 «Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Роквеллу».

а
б б

Рис. 3.3. Схемы испытаний на твердость:

а – по Бринеллю; б – по Роквеллу

Варианты условий измерения твердости по Роквеллу и соответствующие им обозначения шкал (чисел твердости) даны в таблице. Значения твердости записываются в виде букв, характеризующих условия испытаний, и цифр, показывающих числа твердости, например, HRC 50, HRA 66, HRB 97.

Варианты условий измерения твердости по Роквеллу и соответствующие им

Источник

6 Порядок измерения твердости на твердомере бринеля

6.1 Установить на подвеску грузы, соответствующие выбранной нагрузке.

6.2 Установить наконечник с шариком требуемого диаметра.

6.3 Поместить на столик прибора испытуемый образец так, чтобы центр получившегося отпечатка находился от края образца на расстоянии не менее двух диметров шарика.

6.4 Вращением маховика поднять столик до упора.

6.5 Нажатием кнопки включить электродвигатель.

6.6 После снятия нагрузки и остановки электродвигателя опустить столик и снять образец.

6.7 Измерить полученный отпечаток (лунку) с помощью лупы Бринелля.

6.8 По измеренному диаметру отпечатка определить число твердости.

7 Содержание отчета о работе

7.1 Привести описание сущности метода Бринелля, схему измерения и формулы определения чисел твердости с пояснениями.

7.2 Привести схему прибора Бринелля.

7.3 Указать условия и результаты измерения твердости и занести их в таблицу 3.

7.4 Построить график (см. рисунок 2) и определить с его помощью содержание углерода в образцах из отожженной стали, заполнить таблицу 4.

Таблица 3 Результаты измерения твердости

Таблица 4 Свойства стали

Предполагаемая марка стали

Примерная прочность, в. МПа

Лабораторная работа 2.

Измерение твердости металлов по методу Роквелла

1 Цель работы

1.1 Ознакомиться с устройством твердомера типа ТК. 1.2 Овладеть методикой измерения твердости по Роквеллу.

2 Задание

2.1 Ознакомиться с методом измерения твердости металлов по методу Роквелла и устройством твердомера типа ТК.

2.2 Произвести измерение твердости образцов или деталей (по указанию преподавателя).

2.3 Результаты измерений занести в тетрадь и проанализировать.

3 Приборы и материалы

3.1 Твердомер типа ТК.

3.2 Образцы закаленной и незакаленной стали, детали машин, инструменты.

4 Общие сведения

Метод Роквелла основан на том, что в испытуемый металл вдавливается алмазный конус (или стальной закаленный шарик диаметром 1,59 мм) и по глубине отпечатка судят о твердости (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема измерения твердости по Роквеллу.

F0 – предварительная нагрузка (10 кгс), F – общая нагрузка, F1 – основная нагрузка.

Число твердости по Роквеллу HR измеряется в условных безразмерных единицах и определяется по формулам:

— при вдавливании алмазного конуса

— при вдавливании стального шарика

где 100 – число делений черной шкалы С(А), 130 – число делений красной шкалы В циферблата индикатора, измеряющего глубину вдавливания;

hо – глубина вдавливания алмаза или шарика под действием предварительной нагрузки, мм;

h — глубина вдавливания алмаза или шарика под действием общей нагрузки, мм;

0,002 – цена одного деления шкалы циферблата индикатора (перемещение алмазного конуса при измерении твердости на 0,002 мм соответствует перемещению стрелки индикатора на одно деление), мм.

Вид наконечника и величина нагрузки F выбирается по таблице 1, в зависимости от твердости и толщины испытуемого образца.

Число твердости по Роквеллу (НR) является мерой глубины вдавливания индентора и выражается в условных единицах. За единицу твердости принята безразмерная величина, соответствующая осевому перемещению на 0,002 мм.

Число твердости по Роквеллу указывается непосредственно стрелкой на шкале С,А или В индикатора после автоматического снятия основной нагрузки.

Между числами твердости, определенными различными методами существует соответствие (см. таблицы чисел твердости). Так, например, твердость одного и того же металла, выраженная различными единицами твердости составляет: НВ 2070, HRC 18, HRA 60, HRB 95. В связи с изменением эталона измерения твердости по ГОСТ 8.064.79 шкала, по которой определяют твердость HRC, изменена и в измеряемые значения внесена поправка. В соответствие с этой поправкой твердость HRC обозначается HRCЭ, значения которой больше. Так, при HRC=25, значения HRCЭ=27, при HRC=60 значения HRCЭ=61. При этом нет постоянного коэффициента пересчета HRC в HRCЭ и для такого пересчета используют специальные таблицы.

Таблица 1 Зависимость вида наконечника и нагрузки от твердости испытуемого образца

Пределы измерения твёрдости образцов в единицах Бринелля, НВ

Источник

Порядок измерение твердости по бринеллю

ГОСТ 9012-59
(ИСО 410-82, ИСО 6506-81)

Метод измерения твердости по Бринеллю

Metals. Method of Brinell hardness measurement

Дата введения 1960-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 468-88, ИСО 410-82*, ИСО 6506-81
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначения НТД, на который дана ссылка

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4-94)

6. ИЗДАНИЕ (июнь 2007 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, утвержденными в июне 1963 г., Пост. N 1716 от 16.05.79; Пост. N 3573 от 12.10.84; в марте 1986 г., октябре 1989 г. (ИУС 6-63, 7-79, 1-85, 6-86, 2-90), с Поправками (ИУС 4-2001, 4-2003)

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения твердости по Бринеллю металлов с твердостью не более 650 единиц.

Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием усилия, приложенного перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия.

Определения и обозначения приведены в приложении 1.

(Измененная редакция, Изм. N 4, 5).

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Толщина образца должна не менее чем в 8 раз превышать глубину отпечатка и определяется по формуле

Минимальную толщину образца определяют в соответствии с приложением 2.

1.2. Поверхность образца должна быть плоской и гладкой.

Шероховатость поверхности образца (или площадки на изделии) должна быть не более 2,5 мкм по ГОСТ 2789, если нет других указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

1.3. Образец должен быть подготовлен таким образом, чтобы не изменялись свойства металла в результате механической или другой обработки, например от нагрева или наклепа.

Разд.1. (Измененная редакция, Изм. N 5).

Разд.2. (Исключен, Изм. N 5).

3. АППАРАТУРА

3.1. Прибор для измерения твердости по ГОСТ 23677.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

3.2. Шарик стальной диаметром 10,0; 5,0; 2,5; 2,0; 1,0 мм должен иметь твердость не менее 850 HV10;

шарик из твердого сплава диаметром 10,0; 5,0; 2,5; 2,0; 1,0 мм должен иметь твердость не менее 1500 HV10.

Предельные отклонения диаметра шарика от номинального приведены в табл.1а.

Номинальный диаметр шарика, мм

Требования к разноразмерности по диаметру, непостоянству единичного диаметра, отклонению от сферичности и шероховатости поверхности должны соответствовать шарикам степени точности 20 по ГОСТ 3722.

(Измененная редакция, Изм. N 5).

4. ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ

4.1. Измерение твердости проводят при температуре °С.

При разногласиях в оценке качества металлопродукции измерение твердости проводят при температуре (23±5)°С.

(Поправка, ИУС 4-2003).

4.2. При измерении твердости прибор должен быть защищен от ударов и вибрации.

4.3. Опорные поверхности столика и подставки, а также опорные и рабочие поверхности образца должны быть очищены от посторонних веществ (окалины, смазки и др.).

4.4. Образец должен быть установлен на столике или подставке устойчиво во избежание его смещения и прогиба во время измерения твердости.

4.5. При твердости металлов менее 450 единиц для измерения твердости применяют стальные шарики или шарики из твердого сплава;

при твердости металлов более 450 единиц — шарики из твердого сплава.

4.6. Значение выбирают в зависимости от металла и его твердости в соответствии с табл.2.

Твердость по Бринеллю

Сталь, чугун, высокопрочные сплавы (на основе никеля, кобальта и др.)

Титан и сплавы на его основе

Медь и сплавы на ее основе, легкие металлы и их сплавы

Свинец, олово и другие мягкие металлы

Усилие в зависимости от значения и диаметра шарика устанавливают в соответствии с табл.3.

Диаметр шарика , мм

Усилие , Н (кгс), для

4.7. Диаметр шарика и соответствующее усилие выбирают таким образом, чтобы диаметр отпечатка находился в пределах от 0,24 до 0,6 .

4.8. При измерении твердости наконечник плавно приводят в соприкосновение с поверхностью образца и плавно прикладывают заданное усилие до тех пор, пока оно не достигнет необходимой величины.

Продолжительность выдержки наконечника под действием заданного усилия должна соответствовать табл.4, если не имеется других указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

Твердость по Бринеллю НВ, HBW

Продолжительность выдержки, с

Время от начала приложения усилия до достижения им заданной величины должно составлять 2-8 с.

4.9. Расстояние между центром отпечатка и краем образца должно быть не менее 2,5 диаметров отпечатка ; расстояние между центрами двух смежных отпечатков должно быть не менее четырех диаметров отпечатка; для металлов с твердостью до 35 НВ (HBW) эти расстояния должны быть соответственно 3 и 6 .

При разногласиях в результатах измерения твердости на образцах с криволинейной поверхностью длина и ширина изготовленной плоской площадки должны быть не менее двух диаметров шарика.

4.10. После измерения твердости на обратной стороне образца не должно наблюдаться пластической деформации от отпечатка.

4.11. Диаметр отпечатка измеряют с помощью микроскопа или других средств измерения с предельной погрешностью:

±0,5% (при применении шариков диаметром 1,0; 2,0 или 2,5 мм);

±0,25% (при применении шариков диаметром 5,0 и 10,0 мм) от диаметра шарика.

4.12. Диаметры отпечатков и измеряются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. За диаметр отпечатка принимается среднеарифметическое значение результатов измерений. При этом разность измерений диаметров одного отпечатка не должна превышать 2% меньшего из них.

Для анизотропных металлов разность измерений диаметров отпечатка должна быть указана в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

4.13. Количество отпечатков при измерении твердости и способ обработки результатов измерений указывают в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

4.14. Твердость по Бринеллю определяют по формулам приложения 1 или таблицам приложения 3.

Разд.4. (Измененная редакция, Изм. N 5).

5. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

В протоколе измерения твердости должно быть указано:

марка металла;

обозначение образца;

диаметр шарика;

значение усилия;

продолжительность выдержки;

число твердости для каждого отпечатка;

число твердости, полученное в результате обработки результатов измерений.

Разд.5. (Измененная редакция, Изм. N 5).

Источник

Порядок выполнения работы. Измерение твердости методом Бринелля

Измерение твердости методом Бринелля

1. Изучить работу твердомера типа ТШ.

2. Подготовить образцы к испытанию (поверхность образца должна быть плоской и чистой от загрязнений и окалины. Толщина образца – не менее десятикратной глубины отпечатка).

3. Выбрать в зависимости от заданных условий испытания и типа образца диаметр шарика, нагрузку и время выдержки под нагрузкой.

4. Закрепить шариковый наконечник в шпинделе установочным винтом.

5. Поместить на подвеску требуемое для испытания количество сменных грузов.

6. Установить упор на нужную продолжительность выдержки и закрепить стопорным винтом.

7. Установить на столик (испытания круглых образцов производят с помощью специальной подставки) испытуемый образец и вращением маховика поднять его к шариковому наконечнику, оказывая предварительную нагрузку на образец порядка 100 кг. Нагрузка должна быть приложена в направлении, перпендикулярном к плоскости образца. Центр отпечатка должен находиться от края образца на расстоянии не менее диаметра шарика, а от центра соседнего отпечатка – на расстоянии не менее двух диаметров шарика.

8. Нажать на пусковую кнопку, приводя в движение электродвигатель и передать нагрузку на образец.

9. После окончания испытания опустить столик, снять образец и измерить диаметр отпечатка в двух взаимно перпендикулярных направлениях при помощи лупы. Диаметр отпечатка измеряют с точностью до 0,05 мм при испытании шариком диаметром 10 и 5 мм и с точностью до 0,01 мм при испытании шариком диаметром 2,5 мм.

10. По величине диаметра отпечатка рассчитать число твердости НВ.

11. Повторить эксперимент 3 раза.

12. Определить среднее число твердости НВ.

13. По полученным числам твердости определить величины предела прочности, пользуясь имеющимися соотношениями между НВ и σв.

14. Результаты испытаний внести в протокол.

Протокол испытания на твердость по методу Бринеля.

№ исп Материал и толщина образца, мм Диаметр шарика D, мм Нагрузка Р, кг Диаметр отпечатка d, мм Число твердости НВ Среднее число твердости НВ Предел прочности σв, кг/мм 2
1.
2.
3.

Измерение твердости методом Роквелла

1. Изучить работу твердомера типа ТК.

2. Подготовить образцы к испытанию (поверхность образца должна быть плоской и чистой от загрязнений и окалины. Толщина образца – не менее восьмикратной глубины отпечатка).

3. Выбрать в зависимости от заданных условий испытания и типа образца наконечник.

4. Закрепить наконечник в шпинделе установочным винтом.

5. Подобрать грузы соответственно выбранному наконечнику и применительно к шкале, по которой предполагается вести испытания и подвесить их.

6. Установить на столик (испытания круглых образцов производят с помощью специальной подставки) испытуемый образец и вращением маховика поднять его до соприкосновения с наконечником, а затем дальнейшим вращением маховика произвести предварительное нагружение до тех пор, пока малая стрелка индикатора не совпадет с красной точкой на шкале, а большая стрелка не примет вертикальное положение. Если малая стрелка индикатора перейдет за красную точку, то необходимо выбрать на испытуемой поверхности другую точку и испытание начать сначала; затем повернуть ободок индикатора до совпадения нуля черной шкалы с большой стрелкой.

7. Привести в движение механизм основного нагружения. В это время большая стрелка поворачивается против часовой стрелки и принимает некоторое положение. После секундной выдержки снять основную нагрузку возвращением рукоятки в начальное положение (притягивают ее к себе). Большая стрелка при этом вращается по часовой стрелке и занимает нужное положение.

8. Отсчитать числа твердости по шкале индикатора. В случае применения алмазного наконечника отсчет производить по наружной черной шкале С, при шариковом наконечнике – по внутренней красной шкале В. Опустить столик вращением маховика и снять образец.

9. Повторить эксперимент 3 раза.

10. Определить среднее число твердости НR.

11. Перевести полученную твердость по Роквеллу HR в твердость по Бринелю НВ.

12. Результаты испытаний внести в протокол.

Протокол испытания на твердость по методу Роквелла.

№ исп Материал и толщина образца, мм Наконечник Нагрузка Р, кг Шкала Число твердости НR Среднее число твердости HR Твердость по Бринелю НВ
1.
2.
3.

Вопросы к зачету

1. Что такое твердость?

2. Какие существуют методы измерения твердости?

3. Как определяется твердость по методу Бринелля?

4. Каким образом производится выбор диаметра шарика при измерении твердости по методу Бринелля?

5. Какова зависимость между числами твердости НВ и пределом прочности металлов σв?

6. Недостатки метода Бринелля.

7. Как определяется твердость по методу Роквелла?

8. Каким образом производится выбор наконечника при измерении твердости по методу Роквелла?

9. Достоинства метода Роквелла по сравнению с методом Бринелля.

10. Какова зависимость между числами твердости HRC и НВ?

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector