1.3 Порядок выполнения работы

1 Ознакомиться с описанием пресса и лупы Бринелля.

2 Выбрать по таблице 1 условия измерения твердости, т.е. диаметр шарика D, нагрузку на шарик Р и время выдержки шарика под нагрузкой t. Прежде чем воспользоваться таблицей 1, необходимо установить:

а) вид испытуемого металла (черный или цветной);

б) в каком интервале находится твердость испытуемого металла (оценить, какой металл поступил на испытание: твердый, мягкий или очень мягкий);

в) толщину поступившего на испытание образца.

3 Настроить твердомер для предстоящих испытаний.

4 Выбрать на образце место для отпечатков.

5 Получить отпечатки.

6 Измерить диаметры d₁ и d₂ каждого отпечатка. Измерение производится с помощью лупы. Разность измерений диаметров отпечатка не должна превышать 2 % от меньшего из них. При удовлетворении этого условия определить расчетный диаметр отпечатка d_ср. (среднее арифметическое двух измерений). Если указанное условие не удовлетворяется, то сделать новый отпечаток.

7 Определить число твердости по Бринеллю. Число твердости определяют для d_ср по формуле (3). Однако во избежание громоздких вычислений, связанных с большой затратой времени и возможными ошибками, обычно пользуются таблицей, в которой помещены значения НВ, подсчитанные по формуле (3) для различных расчетных диаметров.

Содержание отчета

Цель работы; схема испытания по Бринеллю, условия выбора диаметра шарика, нагрузки и времени выдержки; область применения испытаний по Бринеллю; полученные результаты.

2 Измерение твердости по Польди

Цель работы. ознакомиться с устройством и работой прибора Польди; приобрести навыки измерения твердости по Польди.

2.1 Краткие сведения из теории

Испытание на твердость динамическим вдавливанием шарика производится с помощью переносного прибора Польди, схема которого приведена на рисунке 4. В корпус 45 встроены шарик 2, боек 7 и пружина 6. В нижней части корпуса имеется окно, в которое между шариком и бойком вставляется эталонный образец 3. Пружина 6, действуя на боек, плотно прижимает эталонный образец к шарику. Прибор устанавливается на испытуемый металл 1 и по бойку молотком наносится удар произвольной силы. Эталонный образец изготавливается из стали в виде бруска квадратного сечения 12х12 мм. Диаметр вдавливаемого шарика обычно принимается равным 10 мм. Для последующих испытаний эталон в корпусе сдвигается так, чтобы соседние отпечатки отстояли друг от друга на расстоянии не менее 15 мм.

Рисунок 4 – Схема прибора Польди

Определение твердости методом Польди состоит в следующем: одновременно в испытуемый металл и в эталонный образец, твердость которого известна, под действием ударной (динамической) нагрузки вдавливается стальной закаленный шарик.

Твердость по Польди измеряется в тех же единицах, что и твердость по Бринеллю, и определяется сопоставлением значений диаметров отпечатков эталонного образца и испытуемого металла по формуле

, (5)

или по приближенной формуле

, (6)

где НВ_мет, НВ_эт  твердости по Бринеллю соответственно испытуемого металла и эталона;

d_мет, d_эт  диаметры отпечатков на испытуемом металле и эталоне, мм;

D_ш  диаметр шарика, мм.

В целях экономии времени определение твердости производится по таблицам, рассчитанным заранее по формулам (5) и (6).

Прибор Польди прост и удобен в работе. Однако метод Польди дает значительные ошибки (715, а иногда 30 %), что является его существенным недостатком и ограничивает область применения. Приближенность получаемых значений твердости связана главным образом с тем, что шарик вдавливается динамически, а твердость HB определяется по методике статического испытания. К методу Польди прибегают в следующих случаях:

а) для ориентировочных суждений о твердости металла;

б) при необходимости определения твердости массивных изделий (станин, конструкций, крупных поковок и отливок, которые не могут быть установлены на прессе Бринелля);

в) при проведении полевых испытаний.