Определение твердости по переносному твердомеру

Твердость по переносному твердомеру Польди определяется путем сравнения размеров отпечатков на эталоне и испытуемом изделии. Отпечатки шарика получаются одновременно при ударе молотком по бойку прибора. Так как усилие, прилагаемое к образцу и эталону, одинаково, то твердость испытуемого изделия НВ_из. выражается зависимостью

НВ_из. = ,

где НВ_эт – твердость эталона (определяется заранее в лабораторных условиях);

d_эт – диаметр отпечатка на эталоне;

d_из – диаметр отпечатка на изделии.

Показания переносного твердомера близки к числам твердости по Бринеллю.

Такой метод применяется для определения твердости массивных изделий и при испытаниях в полевых условиях.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с методиками измерения твердости на приборах.

2. Произвести определение твердости 2-3 деталей (образцов) машин на прессе Бринелля: получить отпечаток, измерить диаметр отпечатка с помощью микроскопа и, в зависимости от диаметра отпечатка, определить твердость по таблице.

3. Произвести определение твердости на прессе Роквелла.

4. Произвести измерения твердости на других приборах.

5. Сопоставить результаты твердости, полученные разными методами и дать заключение о факторах влияющих на твердость.

Л

АБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Термическая обработка и ее влияние на структуру и механические свойства стали задачи работы

1. Изучение физических процессов при термообработке стали и ее влияние на изменение механических свойств.

2. Определить твердость образцов углеродистой стали в исходном состоянии.

3. Произвести закалку в воде и в масле образцов углеродистой стали.

4. Определить твердость после закалки.

5. Произвести отпуск при 200, 400 и 600 ⁰ С закаленных образцов.

6. Определить твердость после каждого вида отпуска.

7. Построить кривые влияния отпуска на изменение твердости.

Содержание работы

Термическая обработка включает ряд последовательно проводимых операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии, с целью изменения их структуры и получения необходимых механических, физических и других свойств. Нагрев образцов для термической обработки в лабораторных условиях производится в муфельной электрической печи сопротивления.

В данной работе студенты выполняют три вида термообработки: нормализацию, закалку и отпуск. Операция отжига, как требующая большего времени, не выполняется, но образцы после отжига предоставляются для проведения дальнейших испытаний.

Таблица 4.1

Нормы нагрева образцов разной формы

Приведенные в табл. 4.1 нормы нагрева – это общее время нагрева, состоящее из собственно времени нагрева и времени выдержки при температуре закалки.

Нормализацию стали проводят путем нагрева до температуры на

30…50⁰ С выше точек Ас₃ с последующей выдержкой при этой температуре и охлаждении на спокойном воздухе.

Нормализации подвергаются кованые, штампованные изделия и мелкие отливки. В результате этой операции устраняются внутренние напряжения, обеспечивается однородность микроструктуры стали и улучшается обрабатываемость резанием. Близкая к нормализации операция отжига отличается весьма медленным охлаждением (одновременно с печью).

После нормализации и отжига доэвтектоидная сталь имеет феррито-перлитную структуру. Механические свойства прочности нормализованной стали выше, чем отожженной.

Закалку проводят путем нагрева доэвтектоидной стали выше температуры критических точек Ас₃ на 30-50⁰С, эвтектоидной и заэвтектоидной – выше Ас₁ на 30-50⁰, необходимой выдержки при этой температуре и последующем быстром охлаждении в закалочной среде. Нагревать заэвтектоидную сталь выше точки Ас₃ нет надобности во избежание растворения твердых частиц цементита.

Различные закалочные среды обеспечивают скорости охлаждения, указанные в табл. 4.2.

Таблица 4.2