- •Основные свойства металлов и арматуры
- •Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •По курсу «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»
- •Для студентов всех специальностей дневной и заочной формы обучения
- •Содержание
- •1 Общие сведения о металлах
- •2 Определение свойств металлических материалов
- •3 Лабораторная работа №1 испытание металлов на растяжение
- •1 Теоретическая часть
- •2 Материалы и оборудование
- •3 Методика эксперимента
- •4 Лабораторный журнал
- •5 Расчётная часть
- •6 Заключение
- •4 Лабораторная работа №2 определение твёрдости металлов
- •1 Теоретические основы методики
- •2 Материалы и оборудование
- •3 Методика эксперимента
- •4 Лабораторный журнал
- •5 Расчётная часть
- •6 Заключение
- •5 Лабораторная работа № 3 арматура для железобетонных конструкций
- •1 Теоретическая часть
- •2 Материалы и оборудование
- •3 Методика эксперимента
- •4 Лабораторный журнал
- •5 Заключение. Библиографический список
- •Приложение в
- •Приложение г
- •Приложение д
- •Приложение е Методики определения твёрдости Измерение твердости по Бринеллю
- •Метод Роквелла
- •Метод Виккерса
Приложение е Методики определения твёрдости Измерение твердости по Бринеллю
При твердости металлов менее 450 единиц для измерения твердости применяют стальные шарики или шарики из твердого сплава:
при твердости металлов более 450 единиц - шарики из твердого сплава.
Усилие F в зависимости от значения K(Соотношение между нагрузкой и квадратом диаметра шарика) и диаметра шарика D устанавливают в соответствии с таблицей Е.1.
Диаметр шарика D и соответствующее усилие F выбирают таким образом, чтобы диаметр отпечатки находился в пределах от 0,24 до 0,6 D.
Таблица Е.1
Материал |
Твердость по Бринеллю |
K |
Сталь, чугун, высокопрочные сплавы (на основе никеля, кобальта и др.) |
до 140 140 и более |
10 30 |
Титан и сплавы на его основе |
от 50 |
15 |
Медь и сплавы на ее основе, легкие металлы и их сплавы |
менее 35 от 35 |
5 10 |
Подшипниковые сплавы |
от 8 до 50 |
2,5 |
Свинец, олово и другие мягкие металлы |
до 20 |
1 |
Таблица Е.2
Диаметр шарика, мм |
Нагрузка F, Н (кгс), для K |
|||||
30 |
15 |
10 |
5 |
2,5 |
1 |
|
1,0 |
294,2 (30) |
- |
98,07 (10) |
49,03 (5) |
24,52 (2,5) |
98,807 (1) |
2,0 |
1177 (120) |
- |
392,3 (40) |
196,1 (20) |
98,07 (10) |
39,23 (4) |
2,5 |
1839 (187,5) |
- |
612,9 (62,5) |
306,0 (31,2) |
153,0 (15,6) |
60,80 (6,2) |
5,0 |
7355 (750) |
- |
2452 (250) |
1226 (125) |
612,9 (62,5) |
245,2 (25) |
10,0 |
29420 (3000) |
14710 (1500) |
9807 (1000) |
4903 (500) |
2452 (250) |
980,7 (100) |
Продолжительность выдержки наконечника под действием заданного усилия должна соответствовать таблицей Е.3, если не имеется других указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.
Таблица Е.3
Твердость по Бринеллю НВ, HBW |
Продолжительность выдержки, с |
до 10 |
180 |
св. 10 » 35 |
120 |
» 35 » 100 |
30 |
» 100 |
10-15 |
Время от начала приложения усилия до достижения им заданной величины должно составлять 2-8 с.
Таблица Е.4 - Определение чисел твердости по Бринеллю (по ГОСТ 9012-59)
Диаметр отпечатка d10, или 2d5, или 4d2,5 |
Число твердости по Бринелю при нагрузке Р кГ, равной |
Диаметр отпечатка d10, или 2d5, или 4d2,5 |
Число твердости по Бринелю при нагрузке Р кГ, равной |
||||
30D2 |
10D2 |
2,5D2 |
30D2 |
10D2 |
2,5D2 |
||
2,89 |
448 |
- |
- |
3,82 |
252 |
84,0 |
21,0 |
2,90 |
444 |
- |
- |
3,84 |
249 |
83,0 |
20,8 |
2,92 |
438 |
- |
- |
3,86 |
246 |
82,1 |
20,5 |
2,94 |
432 |
- |
- |
3,88 |
244 |
81,3 |
20,3 |
2,96 |
426 |
- |
- |
3,90 |
241 |
80,4 |
20,1 |
2,98 |
420 |
- |
35,0 |
3,92 |
239 |
79,6 |
19,9 |
3,00 |
415 |
- |
34,6 |
3,94 |
236 |
78,7 |
19,7 |
3,02 |
409 |
- |
34,1 |
3,96 |
234 |
77,9 |
19,5 |
3,04 |
404 |
- |
33,7 |
3,98 |
231 |
77,1 |
19,3 |
3,06 |
398 |
- |
33,2 |
4,00 |
229 |
76,3 |
19,1 |
3,08 |
393 |
- |
32,7 |
4,02 |
226 |
75,5 |
18,9 |
3,10 |
388 |
129 |
32,3 |
4,04 |
224 |
74,7 |
18,7 |
3,12 |
383 |
128 |
31,9 |
4,06 |
222 |
73,9 |
18,5 |
3,14 |
378 |
126 |
31,5 |
4,08 |
219 |
73,2 |
18,3 |
3,16 |
373 |
124 |
31,1 |
4,10 |
217 |
72,4 |
18,1 |
3,18 |
368 |
123 |
30,7 |
4,12 |
215 |
71,7 |
17,9 |
3,20 |
363 |
121 |
30,3 |
4,14 |
213 |
71,0 |
17,7 |
3,22 |
359 |
120 |
29,9 |
4,16 |
211 |
70,2 |
17,6 |
3,24 |
354 |
118 |
29,5 |
4,18 |
209 |
69,5 |
17,4 |
3,26 |
350 |
117 |
29,2 |
4,20 |
207 |
68,8 |
17,2 |
3,28 |
345 |
115 |
28,8 |
4,22 |
204 |
68,2 |
17,0 |
3,30 |
341 |
114 |
28,4 |
4,24 |
202 |
67,5 |
16,9 |
3,32 |
337 |
112 |
28,1 |
4,26 |
200 |
66,8 |
16,7 |
3,34 |
333 |
111 |
27,7 |
4,28 |
198 |
66,2 |
16,5 |
3,36 |
329 |
110 |
27,4 |
4,30 |
197 |
65,5 |
16,4 |
3,38 |
325 |
108 |
27,1 |
4,32 |
195 |
64,9 |
16,2 |
3,40 |
321 |
107 |
26,7 |
4,34 |
193 |
64,2 |
16,1 |
3,42 |
317 |
106 |
26,4 |
4,36 |
191 |
63,6 |
15,9 |
3,44 |
313 |
104 |
26,1 |
4,38 |
189 |
63,0 |
15,8 |
3,46 |
309 |
103 |
25,8 |
4,40 |
187 |
62,4 |
15,6 |
3,48 |
306 |
102 |
25,5 |
4,42 |
185 |
61,8 |
15,5 |
3,50 |
302 |
101 |
25,2 |
4,44 |
184 |
61,2 |
15,3 |
3,52 |
298 |
99,5 |
24,9 |
4,46 |
182 |
60,6 |
15,2 |
3,54 |
295 |
98,3 |
24,6 |
4,48 |
180 |
60,1 |
15,0 |
3,56 |
292 |
97,2 |
24,3 |
4,50 |
179 |
59,5 |
14,9 |
3,58 |
288 |
96,1 |
24,0 |
4,52 |
177 |
59,0 |
14,7 |
3,60 |
285 |
95,0 |
23,7 |
4,54 |
175 |
58,4 |
14,6 |
3,62 |
282 |
93,9 |
23,5 |
4,56 |
174 |
57,9 |
14,5 |
3,64 |
278 |
92,8 |
23,2 |
4,58 |
172 |
57,3 |
14,3 |
3,66 |
275 |
91,8 |
22,9 |
4,60 |
170 |
56,8 |
14,2 |
3,68 |
272 |
90,7 |
22,7 |
4,62 |
169 |
56,3 |
14,1 |
3,70 |
269 |
89,7 |
22,4 |
4,64 |
167 |
55,8 |
13,9 |
3,72 |
266 |
88,7 |
22,2 |
4,66 |
166 |
55,3 |
13,8 |
3,74 |
263 |
87,7 |
21,9 |
4,68 |
164 |
54,8 |
13,7 |
3,76 |
260 |
86,8 |
21,7 |
4,70 |
163 |
54,3 |
13,6 |
3,78 |
257 |
85,8 |
21,5 |
4,72 |
161 |
53,8 |
13,4 |
3,80 |
255 |
84,9 |
21,2 |
4,74 |
160 |
53,3 |
13,3 |
4,76 |
158 |
52,8 |
13,2 |
5,40 |
121 |
40,2 |
10,1 |
4,78 |
157 |
52,3 |
13,1 |
5,42 |
120 |
39,9 |
9,97 |
4,80 |
156 |
51,9 |
13,0 |
5,44 |
119 |
39,6 |
9,90 |
4,82 |
154 |
51,4 |
12,9 |
5,46 |
118 |
39,2 |
9,82 |
4,84 |
153 |
51,0 |
12,8 |
5,48 |
117 |
38,9 |
9,73 |
4,86 |
152 |
50,5 |
12,6 |
5,50 |
116 |
38,6 |
9,66 |
4,88 |
150 |
50,1 |
12,5 |
5,52 |
115 |
38,3 |
58 |
4,90 |
149 |
49,6 |
12,4 |
5,54 |
114 |
38,0 |
9,50 |
4,92 |
148 |
49,2 |
12,3 |
5,56 |
113 |
37,7 |
9,43 |
4,94 |
146 |
48,8 |
12,2 |
5,58 |
112 |
37,4 |
9,35 |
4,96 |
145 |
48,4 |
12,1 |
5,60 |
111 |
37,1 |
9,27 |
4,98 |
144 |
47,9 |
12,0 |
5,62 |
110 |
36,8 |
9,20 |
5,00 |
143 |
47,5 |
11,9 |
5,64 |
110 |
36,5 |
9,14 |
5,02 |
141 |
47,1 |
11,8 |
5,66 |
109 |
36,3 |
9,07 |
5,04 |
140 |
46,7 |
11,7 |
5,68 |
108 |
36,0 |
9,00 |
5,06 |
139 |
46,3 |
11,6 |
5,70 |
107 |
35,7 |
8,93 |
5,08 |
138 |
45,9 |
11,5 |
5,72 |
106 |
35,4 |
8,86 |
5,10 |
137 |
45,5 |
11,4 |
5,74 |
105 |
35,1 |
8,79 |
5,12 |
135 |
45,1 |
1,3 |
5,76 |
105 |
34,9 |
8,73 |
5,14 |
134 |
44,8 |
11,2 |
5,78 |
104 |
34,6 |
8,66 |
5,16 |
133 |
44,4 |
11,1 |
5,80 |
103 |
34,3 |
8,59 |
5,18 |
132 |
44,0 |
11,0 |
5,82 |
102 |
34,1 |
8,53 |
5,20 |
131 |
43,7 |
10,9 |
5,84 |
101 |
33,8 |
8,46 |
5,22 |
103 |
43,3 |
10,8 |
5,86 |
101 |
33,6 |
8,40 |
5,24 |
129 |
42,9 |
10,7 |
5,88 |
99,9 |
33,3 |
8,33 |
5,26 |
128 |
42,6 |
10,6 |
5,90 |
99,2 |
33,1 |
8,26 |
5,28 |
127 |
42,2 |
10,6 |
5,92 |
98,4 |
32,8 |
8,20 |
5,30 |
126 |
41,9 |
10,5 |
5,94 |
97,7 |
32,6 |
8,14 |
5,32 |
125 |
41,5 |
10,4 |
5,96 |
96,9 |
32,3 |
8,08 |
5,34 |
124 |
41,2 |
10,3 |
5,98 |
96,2 |
32,1 |
8,02 |
5,36 |
123 |
40,9 |
10,2 |
6,00 |
95,5 |
31,8 |
7,96 |
5,38 |
122 |
40,5 |
10,1 |
|
|
|
|
Если твердость материала превышает НВ 4000 МПа, то определить её, вдавливая шарик, нельзя по причине заметной деформации последнего. В таких случаях вместо шарика вдавливают алмазный конус (по Роквеллу) или алмазную пирамиду (по Виккерсу).