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.

4.1.2 Устройство, характеристики и свойства

4.1.2.1 Общее устройство твердомера

Твердомер ИТБРВ-187,5-М, используемый в данной лабораторной работе, представляет собой стационарный прибор, предназначенный для измерения твердости металлов по методам Бринелля, Роквелла и Виккерса. Конструктивно твердомер состоит из следующих основных узлов:

• Механизм нагрузки и разгрузки: обеспечивает приложение и снятие нагрузки на индентор.

• Аналоговая измерительная система: для определения твердости по методу Роквелла используется аналоговая стрелочная шкала.

• Оптическая измерительная система: для измерения отпечатков по методам Виккерса и Бринелля используется оптическая система с увеличением 37,5х и 75х, с окулярным микрометром, цена деления которого 0,004 мм и 0,002 мм, соответственно.

• Механизм перемещения предметного стола: обеспечивает вертикальное и горизонтальное перемещение образца для точного позиционирования.

• Панель времени: Электронная панель для установки времени выдержки нагрузки.

• Грузовая подвеска: С вилочным механизмом выбора нагрузки.

• Система освещения: Два вида осветителей - внутренний и внешний (кольцевой).

• Кнопка аварийной остановки: для немедленной остановки работы прибора в случае необходимости.