- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Введение
- •Статические методы определения твёрдости к статическим методам определения твёрдости относятся методы вдавливания:
- •Измерение твёрдости по методу Бринелля
- •Измерение твёрдости по методу Роквелла
- •Измерение твёрдости по методу Виккерса
- •Определение микротвёрдости
- •Нанотвёрдоть
- •2 Лабораторная работа 1. Определение твёрдости материалов по методу Бринелля
- •2.1 Цель работы
- •2.2 Приборы и материалы
- •2.3.1 Описание работы (вариант 1)
- •2.3.2 Описание работы (вариант 2)
- •2.3.3 Описание работы (вариант 3)
- •2.4 Оформление результатов работы
- •3 Лабораторная работа 2. Определение твёрдости материалов по методу Роквелла
- •3.1 Цель работы
- •3.2 Приборы и материалы
- •3.4 Оформление результатов работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение а (обязательное) Схемы приборов для измерения твёрдости по методу Бринеля и микротвёрдости
- •Приложение б (обязательное) Погрешность измерений и обработка результатов измерений
- •1 Основные понятия
- •2 Вероятностные оценки ряда наблюдений
- •3 Вероятностные оценки погрешности результата измерений на основании ряда наблюдений
- •Пример математической обработки результатов измерений
- •Содержание
- •Статические методы определения твёрдости
2 Лабораторная работа 1. Определение твёрдости материалов по методу Бринелля
2.1 Цель работы
Целью настоящей лабораторной работы является ознакомление и приобретение опыта по измерению твёрдости материалов методом Бринелля, а также навыков по статистической обработке полученных измерений.
2.2 Приборы и материалы
Набор образцов сплавов с лунками, оставшимися после вдавливания при различных нагрузках стальных шариков диаметром 5 и 10 мм (в зависимости от вида сплава).
Измерительная лупа (МБП-3).
2.3.1 Описание работы (вариант 1)
Студент должен выбрать на каждом образце однулунку и измерить её диаметр вдвух взаимно-перпендикулярныхнаправлениях. Затем по формуле 1 необходимо рассчитать твёрдость, переведя все исходные данные в единицы системы СИ. Затем по формулеσв = к х НВ рассчитать предел прочности на растяжение. Полученные результаты свести в таблицу 2. В выводе по работе сравнить исследуемые материалы по прочности и твёрдости.
Таблица 2 – Протокол измерений и расчётов
|
Материал |
Нагрузка, кг |
D, мм |
d лунки=, мм |
d лунки┴, мм |
d ср, мм |
HB, МПа |
к, коэффициент пересчёта |
σв, МПа |
|
Сталь 50 |
3000 |
10 |
|
|
|
|
0,35 |
|
|
Латунь Л 90 |
1000 |
10 |
|
|
|
|
0,55 |
|
|
Дуралюмин Д 1 |
500 |
5 |
|
|
|
|
0,36 |
|
2.3.2 Описание работы (вариант 2)
Студент должен выбрать на каждом образце 3 лункии измерить их диаметр вдвухвзаимно-перпендикулярныхнаправлениях. Полученные результаты свести в протокол измерений и произвести их статистическую обработку в соответствии с приложением Б. Результаты представить в виде таблиц 3 – 5. В выводе дать сравнительную оценку механических свойств исследованных материалов, а также точности проведённых измерений.
2.3.3 Описание работы (вариант 3)
Студент должен выбрать на каждом образце однулунку и измерить её диаметр вдвух взаимно-перпендикулярныхнаправлениях. Полученные результаты свести в таблицу 2 и рассчитать твёрдость и предел прочности исследуемых образцов. Затем студенты объединяются в группы по
4 – 5 человек, составляют общий протокол измерений и производят его статистическую обработку в соответствии с приложением Б (смотри пример выполнения). Результаты измерений представляются в виде таблиц (2 – 5). В выводе дать сравнительную оценку исследованных материалов, а таже точности проведённых измерений.
Таблица 3 – Протокол измерений твёрдости по методу Бринеля
|
Материал |
Нагрузка, кг |
D, мм |
di лунки=, мм |
di лунки┴, мм |
di ср, мм |
|
Сталь 50 |
3000 |
10 |
d1 |
d1 |
|
|
d2 |
d2 |
| |||
|
d3 |
d3 |
| |||
|
Латунь Л 90 |
1000 |
10 |
d1 |
d1 |
|
|
d2 |
d2 |
| |||
|
d3 |
d3 |
| |||
|
Дуралюмин Д 1 |
500 |
5 |
d1 |
d1 |
|
|
d2 |
d2 |
| |||
|
d3 |
d3 |
|
Таблица 4 – Результаты математической обработки измерений
|
Материал |
dср, мм |
σ1 |
3σ1 |
dср.испр., мм |
σ2 |
3σ2 |
σdр |
t |
dсрi = dср±t х σdср |
|
Сталь 50 |
dср.1 |
|
|
d1 |
|
|
|
|
|
|
Латунь Л 90 |
dср.2 |
|
|
d2 |
|
|
|
|
|
|
Дуралюмин Д 1 |
dср.3 |
|
|
d3 |
|
|
|
|
|
Таблица 5 – Итоговая таблица результатов измерений
|
Материал |
di ср, мм |
d,% |
HB, МПа |
σв, МПа |
|
Сталь 50 |
|
|
|
|
|
Латунь Л 90 |
|
|
|
|
|
Дуралюмин Д 1 |
|
|
|
|