2 Лабораторная работа №2

«Определение твердости материалов при их сжатии»

2.1 Цель работы

1. Изучить приборы и методики для определения твердости материала.

2. Подготовить пробы материалов к испытанию.

3. Определить твердость материалов легкой промышленности.

2.2 Краткие сведения из теории

Одним из показателей, характеризующих свойства материалов при сжатии, является твердость H – сопротивление материала вдавливанию или царапанию. Твердость не является постоянной величиной и зависит как от прочноти и пластичности материала, так и от метода определения – относительного или абсолютного.

Относительный метод определения твердости Ho материалов.

При определении твердости материалов для низа обуви (ГОСТ 263-75) с помощью относительного метода используют твердомер ТМ-2. Твердость измеряют по Шору А.

Твердомер ТМ-2 имеет индентор, представляющий собой иглу с наконечником в вде усеченного конуса с углом заточки (35±0,25)º, выступающего над отверстием шайбы. Прибор устанавливают на образце так, чтобы металлическая пластинка и шайба соприкасались с его поверхностью. При нажатии на держатель игла погружается в образец материала до тех пор, пока сила выталкивания материала не уравновесит силу пружины, действующую на иглу. Чем меньше деформируется пружина, тем глубже игла погружается в материал. Движение индентора связано с перемещением зубчатой рейки, которая поворачивает шестерню, а вместе с ней и ось со стрелкой. Школа прибора показывает твердость в условных единицах от 0 до 100.

Твердость образцов определяют в трех точках. За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение.

Абсолютный метод определения твердости Hа.

При определении твердости материала для низа обуви с помощью абсолютного метода (ГОСТ 20403-75) используют прибор ТШМ-2.

Суть метода состоит в том, что в материал вдавливают индентор (стальной шарик) с постоянной силой Рс=1 даН.

Твердость резиновых пластин, подошв, набоек, каблуков определяют в трех точках, расположенных на расстоянии 25мм друг от друга.

Твердость материалов вычисляют по формуле:

Hа= Рс/S= Рс/πdδ, (2.1)

где – площадъ сегмента индентора в материале, м²; d – диаметр шарика, м; δ - глубина погружения шарика в материал через 30 с.

Твердость для материалов, имеющих монолитные структуры, определяется с применением индентора в форме шара диаметром 5мм. В том случае, если материалы имеют пористую и волокнистые структуры, то диаметр шара 10мм.

2.3 Выполнение работы.

Для испытаний ТМ-2 берут резины толщиной не менее 6мм, с гладкой поверхностью, без впадин, трещин, пузырей, пор, царапин, шероховатостей, надрывов, посторонних включений и других дефектов, видимых невооруженным глазом.

Расстояние между точками измерений должно быть не менее 5мм, а масстояние от любой точки измерения до края образца – не менее 13мм.

Таблица 2.1 Результаты испытаний.

Материал	Номер образца	Условия испытания	Твердость, Hо,удел.ед.			Среднее знач.
			1	2	3
СЦМ, картон	1	Относительный метод ТИР, ТМ-2.	86	80	84	83,3
Резина пористая мВШ	2		37	37	35	36,3
Кож картон	3		89	85	88	87,3
Резина каблучная	4		81	80	81	80,6
Резина «Прогресс» черная	5		35	36	35	35,6
Резина «Прогресс» бежевая	6		45	46	43	44,6

Вывод:

Изучили приборы и методы определения твердости материала и провели испытания. Предложенные материалы для испытаний соответствует требованиям стандартов. Их можно применять для изготовления обуви.

Вопросы для самоподготовки:

1.Какие способы применяют для определения твердости материалов и в чем их отличия?

2.Каков принцип действия приборов ТМ-2, ТШМ-2?

3.Какова методика определения твердости материалов относительным и абсолютным методами?

4.Что может быть использовано в качестве индентора?

5.От чего зависит выбор размера индентора?