3 Задание на работу
1.Изучить краткие теоретические сведения по методам измерения твердости (Роквелла, Бринелля, Виккерса) и схематично описать в протоколе лабораторной работы.
2.Ознакомиться с принципом работы универсального твердомера и методиками измерения твердости каждым из методов.
3.Подготовить протокол лабораторной работы (группа, ФИО).
4.Подготовить таблицу «Сведения об используемом оборудовании», включив туда сведения о твердомере и эталонах.
5. Изучить требования к твердости материалов, указанных в технической документации (чертежах, ТУ) на исследуемые материалы.
6. На основании конструкторской документации (КД) выбрать шкалу твердости (HRA, HRB, HRC) для измерения и контроля твердости на исследуемых образцах.
7.Определить допуски на твердость для исследуемых материалов, если они указаны в технической документации.
8.Определить допускаемую погрешность измерений твердости (Методику расчета см. п.6).
9.Получить допуск к самостоятельной работе после инструктажа по технике безопасности.
10.Изучить и провести калибровку твердомера по инструкции (Пункт 4.3.1, Приложение 2, Руководство по эксплуатации - раздел 9), используя одну из 3 разных шкал твердости. Занести результаты в протокол лабораторной работы (Этап 1).
11.Получить образцы изделий для определения твердости.
12.Выбрать наиболее подходящий метод измерения твердости для исследуемого материала и обосновать свой выбор.
13.Выбрать наиболее подходящую нагрузку на материал. Обосновать свой выбор.
14.Провести сравнительный анализ полученных изделий с эталонным
изделием и определить класс шероховатости поверхности, зафиксировать дефекты (Этап 2).
15.Провести измерения твердости имеющегося образца выбранным
методом (образец 1-3).
16.Обработать результаты измерений твердости для образца, включая расчет средних значений, СКО и погрешностей.
17.Учитывая информацию из Приложения 3, провести анализ соответствия полученных результатов требованиям КД и сделать выводы о соответствии материалов.
18.Оформить отчет по лабораторной работе «Определение твердости различными методами и контроль соответствия требованиям конструкторской документации (КД)».
19.Защитить отчет по лабораторной работе у преподавателя (ответить на вопросы преподавателя по теоретической части и по выполненным практическим заданиям).
4 Краткие теоретические сведения
4.1 Основные сведения о твердомере
4.1.1 Назначение и принцип действия
Принципиальная схема устройства твердомера
1-Индентор
2-Исследуемый образец
3-Предметный столик
4-Регулировочное колесо
5-Грузики для регулировки усилия
6-Станина твердомера
Т
вердомер
– это измерительный прибор, предназначенный
для количественного определения
твердости материалов. Твердость, в свою
очередь, является важной физико-механической
характеристикой материала, которая
определяет его способность сопротивляться
пластической деформации или проникновению
другого, более твердого тела. Этот
показатель напрямую влияет на такие
свойства, как износостойкость, прочность,
долговечность и пригодность материала
для конкретных применений.
Принцип действия твердомеров основан на создании на поверхности исследуемого материала отпечатка (углубления) посредством вдавливания специального наконечника — индентора. Индентор имеет определенную форму (сферическую, коническую, пирамидальную и т.д.) и изготавливается из высокотвердого материала (например, алмаз, карбид вольфрама или закаленная сталь). В процессе измерения к индентору прикладывается нормированная сила (нагрузка), под воздействием которой он проникает в материал.
Методы измерения твердости различаются по типу индентора, величине прикладываемой нагрузки и способу измерения параметров отпечатка. В зависимости от выбранного метода, измеряют глубину проникновения индентора, диаметр или площадь отпечатка, или другие геометрические параметры, которые затем преобразуются в числовое значение твердости.
В данной лабораторной работе мы рассмотрим наиболее распространенные методы измерения твердости: метод Роквелла, метод Бринелля и метод Виккерса, которые отличаются типом индентора, величиной нагрузки и способом обработки результатов.