Контрольні питання

1. Що таке твердість металів і які методи застосовують для її визначення?

2. В чому полягає фізична сутність визначення твердості за методами Брінеля, Роквелла, Віккерса та Шора?

3. Як визначити діаметр кульки, силу її проникнення в досліджувану поверхню та час витримки при вимірюванні твердості за методом Брінеля?

4. Як визначити твердість НВ, якщо відомий діаметр кульки та діаметр відбитка?

5. Яка розмірність одиниці твердості за методом Брінеля?

6. Які переваги, недоліки і обмеження застосування методу Брінеля при вимірюванні твердості металів?

7. Як визначити тип індентора, навантаження та шкалу відліку індикатора при вимірюванні твердості за методом Роквелла?

8. Як оцінити значення твердості НRА, НRС, НRВ?

9. Які переваги, недоліки і обмеження застосування методу Роквелла при вимірюванні твердості металів?

10. В яких випадках необхідно застосувати визначення твердості за методами Віккерса, Хрущова-Берковича та Шора?

11. Як позначають на кресленні деталі твердість, визначену за методами Брінеля та Роквелла?

Методика проведення роботи

Для проведення лабораторної роботи необхідні: прилади - твердоміри ТШ-2, ТК-2 з набором інденторів, мікроскоп МПБ-2; інструменти - штангенциркуль; матеріали - сірий чавун, сталь вуглецева відпалена, сталь вуглецева загартована, сталь інструментальна загартована, мідь, алюміній.

Перед визначенням твердості поверхню зразків зачистити, заміряти їхню товщину, оцінити наближено значення твердості і вибрати спосіб та умови вимірювання твердості. Ознайомитись з будовою і принципом дії та правилами техніки безпеки користування приладами ТШ і ТК.

Для визначення твердості за методом Брінеля залежно від матеріалу та товщини зразків налагодити твердомір ТШ-2 на потрібний режим роботи. Встановити зразок на столик 3 приладу (рис. 1.3). Обертаючи штурвал 4 за годинниковою стрілкою підвести зразок до індентора і притиснути до упора, а потім ввімкнути електродвигун приводу кнопкою 5. Спостерігати за прониканням індентора внаслідок можливого руйнування зразка не рекомендується. Після автоматичної зупинки електродвигуна, яка наступить через встановлену тривалість витримки, опустити столик, зсунути зразок на віддаль, більшу діаметра отриманого відбитка і повторити навантаження другий, а потім третій раз. Далі за допомогою мікроскопа МПБ-2 заміряти діаметр кожного відбитка в двох взаємно перпендикулярних напрямках d₁ і d₂ та вирахувати їх середнє значення , а потім, користуючись табл. 1.2 визначити НВ в кожній точці і за трьома значеннями обчислити середнє значення твердості, що характеризує матеріал зразка в цілому. Подібним чином провести вимірювання твердості всіх зразків, для яких НВ<450. Всі вихідні дані та результати досліджень занести в відповідні рядки таблиці 1.5.

Для визначення твердості за методом Роквелла також необхідно попередньо оцінити твердість зразків і визначити умови проведення дослідів - індентор, навантаження та шкалу відліку значень твердості. Далі потрібно налагодити прилад ТК-2 на потрібний режим роботи і ввімкнути електродвигун приводу вимикачем 8 (рис. 1.5). Потім встановити зразок на столик 4 і, обертаючи штурвал 3, підвести зразок до індентора 7 і далі до суміщення маленької стрілки індикатора 5 з червоною точкою на його циферблаті (рис. 1.6). При цьому кінець великої стрілки повинен співпадати з нулем чорної шкали. Далі слід натиснути та відпустити клавішу 9. В кінці циклу навантаження зафіксувати значення твердості проти кінця великої стрілки на відповідній шкалі. Повторити ще в двох точках, розміщених на віддалі 2...3 мм, знайти середнє значення НR для кожного зразка і за допомогою табл. 1.4 перевести значення твердості НR в твердість за методом Брінеля. Всі дані та результати досліджень занести в табл. 1.6.

Таблиця 1.5 - Вихідні дані та результати досліджень твердості зразків за методом Брінеля

Матеріал зразка	Умови досліджень				Номер точки	Діаметр відбитка, мм			Значення твердості
	t, мм	D, мм	P, кгс	t, с		d1	d2	dс	HB	HBC
Сірий чавун					1 2 3
Сталь відпалена					1 2 3
Мідь					1 2 3
Алюміній					1 2 3

Таблиця 1.6 - Вихідні дані і результати визначення твердості зразків за методом Роквелла

Матеріал зразка	Умови досліджень			Значення твердості в точках			Середнє значення
	інден-тор	Р, кгс	шка- ла	1-й	2-й	3-й	НR	НВ
Сталь відпалена
Сталь вуглецева загартована
Сталь інструментальна загартована

За результатами лабораторної роботи зробити висновки, в яких обгрунтувати вибір методів та умов проведення досліджень твердості даних зразків, оцінити твердість різних матеріалів залежно від їх хімічного складу та технології виготовлення зразків.