2. Контрольные вопросы

1. Как подразделяются механические свойства, определяемые различными способами нагружения материалов?

2. Какие прочностные характеристики определяют статическими способами нагружения?

3. Какие механические свойства материалов определяют при испытаниях на растяжение?

4. Какую характеристику механических свойств определяют при динамических испытаниях?

5. В чём состоит физический смысл предела текучести?

6. Какие характеристики используют для оценки пластичности материалов?

7. Что характеризует твёрдость материала, определяемая методами вдавливания в испытуемое тело твёрдого индентора?

8. Какие существуют методы замера твёрдости?

3. Описание лабораторной установки

Для проведения испытаний в лабораторной работе используются твёрдомеры трех типов.

1. Прибор типа ТШ-2М для определения твёрдости методом Бринелля. Порядок работы на приборе ТШ-2М следующий:

1. выбирают диаметр шарика и величину нагрузки;

2. закрепляют наконечник с нужным шариком в шпинделе винтом;

3. на подвеску накладывают требуемое количество сменных грузов;

4. испытываемый образец устанавливают на столик и, вращая маховик, поднимают, и прижимают его к шаровому индентору;

5. нажав кнопку, приводят в движение электропривод;

6. по окончании испытания вращением маховика в обратную сторону опускают столик, снимают образец, измеряют диаметр отпечатка и определяют число твёрдости.

2. Прибор ТК-2 для определения твёрдости методом Роквелла. Порядок работы на приборе ТК-2 следующий:

1. в зависимости от материала и формы образца выбирают и устанавливают соответствующий индентор и необходимую нагрузку;

2. устанавливают образец на столик и вращением маховичка плавно поднимают образец до тех пор, пока индентор не окажется вдавленным в образец предварительной нагрузкой Р₀ =10 кгс;

3. этот момент будет достигнут, когда маленькая стрелка на лимбе индикатора совпадёт с красной точкой на шкале;

4. если в качестве индентора используют алмазный конус (по шкале А или С), необходимо повернуть ободок индикатора, чтобы ноль чёрной шкалы совместился с большой стрелкой. Если испытания проводят по шкале В (индентор – стальной шарик), большую стрелку устанавливают на деление 30 красной шкалы;

5. нажимают рукоятку привода прибора и после остановки большой стрелки считывают число твёрдости с точностью до половины деления шкалы.

4. Рекомендации по проведению экспериментов

Основные области применения для наиболее часто используемых способов испытания на твёрдость следующие:

1. по Бринеллю – металлические материалы твёрдостью до НВ 450;

2. по Виккерсу – металлические материалы от очень низкой до очень высокой твёрдости, а также для маленьких и тонких образцов;

3. по Роквеллу (шкала С) – стили и сплавы в диапазоне твёрдости HRC 20-67;

4. по Роквеллу (шкала В) – материалы средней твёрдости: низкоуглеродистые стали, латуни, бронзы и др. в диапазоне твёрдости HRB 35-100.

Результаты практического испытания та твёрдость в первую очередь зависят от правильности выбора способа испытания, от надёжности испытательной аппаратуры и соблюдения инструкций по проведению испытания.

Повышению точности и достоверности определяемых значений твёрдости способствует соблюдение следующих указаний:

1. При подготовке к испытанию на твёрдость рекомендуется проводить проверку прибора путём промера эталонных образцов различной твёрдости. Кроме того, следует проверить индентор на пригодность и на плотность посадки.

2. Испытываемая поверхность образца должна иметь металлический блеск и быть обработана таким образом, чтобы можно было точно замерить диаметр, диагональ или глубину отпечатка индентора. Рекомендуется производить обработку таким образцом, чтобы не происходил нагрев образца.

3. Образец следует установить таким образом, чтобы испытываемая плоскость образца была расположена перпендикулярно направлению действия нагрузки.

4. Расстояние центра отпечатка от края образца должно быть, по крайней мере, в 2,5 раза больше среднего диаметра отпечатка. Расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно быть равно четырём средним диаметрам отпечатка.

5. При испытаниях методом Роквелла расстояние между центрами двух соседних отпечатков или расстояние центра отпечатка индентора от края образца должно составлять не менее 3 мм

6. На каждом образце твёрдость измеряют не менее чем 3-5 точках и подсчитывают среднее значение.