Материаловедение.Твёрдость

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ, ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ СТАЛИ

Цель работы : Ознакомиться с методами и способами определения твердости металлов, устройством и работой пресса Бринелля. Ознакомиться с методикой испытаний ударной вязкости

Оборудование и материалы : Пресс Бринелля, лупа Бринелля для измерения диаметра отпечатка, образцы из углеродистых сталей, шлифовальная бумага; маятниковый копер, штангенциркуль.

Программа работы:

1. Ознакомиться с методами определения твёрдости и ударной вязкости;

2. Ознакомиться с работой пресса Бренелля и маятникого копра;

3. Определит твёрдость металлического образца и установит марку металла;

4. Определить ударную вязкость металлического образца;

5. Составить отчёт и сделать заключение о проделанной работе.

Ход работы

1. Определение твердости металла методом Бринелля

Ознакомиться с устройством и принципом работы пресса Бринелля. Нарисовать схему испытаний (рис.1)

Рис.1 Схема определения твердости по Бринеллю.

1. Подготовить образец и установить его на столик пресса; вращением маховика поднять столик с образцом до шарикового наконечника, создавая предварительную нагрузку порядка 100 кг.

2. Включить двигатель пресса и после вдавливания шарика выключить.

3. Освободить образец и замерить диаметр отпечатка с точностью до +0,1 мм., результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1 - Результаты измерения твердости по Бринеллю

№	Диаметр шарика D,мм	Усилие вдавливания F , кгс	Диаметр отпечатка d, мм	Твердость по Бринеллю НВ	Временное сопротивление, σ, МПа	Марка металла
1	10	3000	4,5	179	64	Ст6Пс
2	10	3000	5,2	131	47	Ст3Пс

5. Определить по справочной таблице 1а (лаборатория №316) твердость образца НВ . Данные занести в таблицу 1 .

6 По формуле рассчитать твердость НВ для одного образца и сравнить со справочными данными

НВ₁ = = 188,6 HB₂ = = 141,5

S₁ = = 15,9 мм² S₂ = = 21,2

где F - нагрузка на шарик, кгс; S -площадь отпечатка, мм²;

7. По формулам рассчитать временное сопротивление σ образцов ( для стали σ = 0,36 НВ)

σ ₁ = 0,36НВ₁ = 0,36 · 188,6 = 68 МПа

σ ₂ = 0,36НВ₂ = 0,36 · 141,5 = 51 МПа

Исходя из значения временного сопротивления σ, по таблице 1б (лаборатория №316 установить марку металла. Данные занести в таблицу 1

7. Испытание на ударную вязкость стали

1. Ознакомиться с устройством маятникового копра и зарисовать схему испытаний ( рис.2).

Рисунок.2 Схема испытания на ударную вязкость:

а – схема работы маятникового копра ; б – схема образца

2. Измерить с точностью +0,1 мм размеры образцов Н₁ и В в месте надреза. Рассчитать площадь поперечного сечения S . Результаты внести в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты испытаний на ударную вязкость

№	Площадь поперечного сечения образца S, см2	Запас энергии копра К0, Дж	Избыток энергии копра К1, Дж	Работа на разру-шение образца К= К0-К1, Дж	Ударная вязкость КС, Дж/см2
1	0,8	25,2	6	19,2	24
2	0,8	22,2	14	8,2	10,25

3. Произвести испытания на ударную вязкость. Энергию копра К₀ и К₁ определить по указателю индикатора копра и внести в таблицу 2.

4. Рассчитать ударную вязкость образцов КС по формуле:

КC₁= 19,2 / 0,8 = 24 Дж/см² КС₂= 8,2 / 0,8 = 10,25 Дж/см²

Результаты внести в таблицу 2

5. Сделать выводы: в результате лабораторного занятия я ознакомился с методами и способами определения твердости металлов, устройством и работой пресса Бринелля. Ознакомился с методикой испытаний ударной вязкости.