Метод измерения твердости по Роквеллу
В испытуемый образец вдавливают стальной закаленный шарик (d=1,58мм) или алмазный конус (с углом при вершине 1200) под нагрузкой, назначаемой в зависимости от толщины и рода испытуемого материала (табл.1). За единицу твердости по Роквеллу принимают осевое перемещение индентора (рис.2) вглубь образца на 0,02 мм. Число твердости смотрят по шкале прибора. Обозначают твердость в зависимости от шкалы: HRB, HRA, HRC.
Рис.2. Определение твердости по Роквеллу.
Таблица 1. Условия испытаний по Роквеллу.
Твердость, кгс/мм2 |
Толщина образца, мм |
Шкала прибора |
Обозначение твердости |
Вид индентора |
Нагрузка, кгс |
60 – 240 |
0,8-2 мм |
В |
HRB |
Стальной закаленный шарик |
100 |
240 – 900 |
|
С |
HRC |
Алмазный конус |
150 |
390 – 900 |
|
А |
HRA |
Алмазный конус |
60 |
* нагрузка на индентор слагается из двух последовательно прилагаемых нагрузок – предварительной 10 кгс и основной (по шкале В – 90 кгс, С – 140 кгс, А – 50 кгс.)
Практическая часть
В данной работе необходимо определить из какого сплава изготовлены предложенные образцы на основании измеренных свойств: плотности, твердости и предела прочности, используя приложение 1.1.
Таблица 1.
№ п/п |
Масса m, г |
Объем V, см3 |
Плотность ρ = m/V, г/ см3 |
Твердость HRB, кгс/мм2 |
Твердость НВ, кгс/мм2 |
Предел прочности σв , кгс/мм2 |
Материал основы сплава |
|||
I |
II |
III |
Сред. знач. |
|||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предел
прочности определяем по зависимости:
,
кгс/мм2
где
– твердость по Бринеллю, кгс/мм2
;
– коэффициент пропорциональности,
зависящий от рода материала: катаная
и кованая сталь - 0,36 ; литая сталь – 0,4
; серый чугун - 0,1 ; медные сплавы - 0,55 ;
алюминиевые сплавы - 0,37 ; цинковые сплавы
- 0,5; титановые сплавы - 0,3; магниевые
сплавы – 0,5.
Приложение 1.1.
Вид металла или сплава |
Плотность ρ, г/ см3 |
Температура плавления, 0С |
Предел прочности на разрыв, кгс/мм2 |
Относительное удлинение, % |
Твердость НВ, кгс/мм2 |
Железо |
7,8 |
1539 |
25-39 |
40-50 |
80-90 |
Сталь углеродистая |
7,8 |
- |
30-70 |
10-30 |
90-250 |
Сталь легированная |
- |
- |
70-160 |
25-50 |
240-300 |
Чугун серый |
6,8-7,7 |
- |
12-40 |
- |
140-269 |
Чугун ковкий |
7,2-7,3 |
- |
30-60 |
2-12 |
163-269 |
Чугун высокопрочный |
6,8-7,4 |
- |
42-100 |
2-14 |
160-280 |
Алюминий |
2,7 |
660 |
5-12 |
10-25 |
25-30 |
Сплавы алюминия |
2,55-2,8 |
- |
15-60 |
2-8 |
55-100 |
Медь |
8,9 |
1083 |
22-45 |
4-60 |
35-130 |
Латунь |
8,3-8,5 |
- |
20-70 |
4-30 |
60-100 |
Бронза |
8,6-9,1 |
- |
30-60 |
5-20 |
80-250 |
Магний |
1,73 |
651 |
10-12 |
6-8 |
30 |
Сплавы магния |
1,76-1,99 |
- |
15-43 |
15-25 |
35-75 |
Цинк |
7,133 |
419,5 |
20-25 |
40-50 |
40-50 |
Сплавы цинка |
|
- |
|
|
|
Титан |
4,5 |
1665 |
25-60 |
25-50 |
80-140 |
Сплавы титана |
4,4-4,9 |
- |
25-160 |
3-40 |
210-370 |
