lwm_c03.pdf

(510 KB) Pobierz
Microsoft Word - twardosc4.doc
Ćwiczenie3
Badanietwardościmetali
Opracował:drinŜ.HenrykOlszewski
1.Wstęp
Twardość jest miarą oporu, jaki wykazuje ciało przeciw lokalnym odkształceniom
trwałym,powstałymnapowierzchnibadanegomateriałuwskutekwciskaniawniegodrugiego
twardszegociała,nazywanegowgłębnikiemlubpenetratorem.Próbatwardościjestjednąz
bardziej rozpowszechnionych prób wytrzymałościowych, określających własności
mechanicznemateriałów.
Dojejrozpowszechnieniaprzyczyniłysię:
● nieskomplikowaneurządzeniapomiarowe(twardościomierze),
● prostotaiszybkośćpomiarów,
● nieniszczącycharakterpróby,
● moŜliwośćorientacyjnegookreśleniainnychwłasnościwytrzymałościowych.
Próbytwardościdzielimyna:
● statyczneobciąŜeniewzrastapowoliodzeraaŜdopełnejwartości,doktórychzaliczamy
pomiarytwardościsposobemBrinella,RockwellaiVickersa;
● dynamiczneobciąŜeniewywołanejestenergiąkinetycznąwgłębnika:pomiartwardości
młotkiem Poldiego, skleroskopem Shore’a, wahadłem Herberta, metodą zarysowania
(Martensa),wśródtwardościomierzydynamicznychwyróŜniamy:
- twardościomierzedziałającedynamicznoplastycznie:
  opadowe–rys.1:
Rys.1.Twardościomierzeopadowe
1
178175826.051.png 178175826.062.png 178175826.073.png 178175826.079.png 178175826.001.png 178175826.002.png 178175826.003.png 178175826.004.png 178175826.005.png 178175826.006.png 178175826.007.png 178175826.008.png 178175826.009.png
  spręŜystoopadowe–rys.2:
Rys.2.TwardościomierzespręŜystoopadowe
  porównawcze(młotekPoldiego)–rys.3:
Rys.3.Twardościomierzporównawczy
- twardościomierzedziałającedynamicznospręŜyście:
  opadowoodskokowe–rys.4:
Rys.4.Twardościomierzopadowoodskokowy
  wahadłowoodskokowe–rys.5:
Rys.5.Twardościomierzwahadłowoodskokowy
2
178175826.010.png 178175826.011.png 178175826.012.png 178175826.013.png 178175826.014.png 178175826.015.png 178175826.016.png 178175826.017.png 178175826.018.png 178175826.019.png 178175826.020.png 178175826.021.png 178175826.022.png 178175826.023.png 178175826.024.png 178175826.025.png 178175826.026.png 178175826.027.png 178175826.028.png 178175826.029.png 178175826.030.png
  dosortowaniakulek–rys.6:
Rys.6.TwardościomierzsłuŜącydosortowaniakulek
2.PomiartwardościsposobemBrinella
PomiartwardościmetalisposobemBrinellapoleganawciskaniuwokreślonymczasie
w badaną próbkę pod działaniem siły obciąŜającej, przyłoŜonej prostopadle do jej
powierzchni,twardejkulkistalowejlubkulkiwykonanejzwęglikówspiekanych.Twardość
tymsposobemokreślasięnapodstawieśrednicyodciskukulki,zmierzonejpojejodciąŜeniu
–rys.7.
a)
b)
Rys.7.PomiartwardościsposobemBrinella:a)badanymateriałprzedodciąŜeniem
b)badanymateriałpoodciąŜeniu
Dśrednicakulki,dśrednicaodcisku,FsiłaobciąŜająca,hgłębokośćodcisku
WarunkiimetodybadaniaokreślanormaPNENISO65061,wymaganiaodnośnie
twardościomierzyPNENISO65062,kalibracjewzorcówtwardościPNENISO65063,zaś
tablicewartościtwardościPNENISO65064:2000.
PomiartwardościsposobemBrinellastosujesię:
● przyuŜyciukulkistalowej,dobadaniametaliotwardoścido450HB,
● przyuŜyciukulkizwęglikówspiekanych,dobadaniametaliotwardoścido650HB.
W przypadku twardości powyŜej 350 HB, naleŜy odróŜnić w zapisie wartości
liczbowe twardości uzyskane przy uŜyciu kulki stalowej (HBS) od wartości liczbowych
twardości,uzyskanychprzyuŜyciukulkizwęglikówspiekanych(HBW).
TwardośćBrinellaobliczasięzewzorów:
HB
...(
HBS
...
lub
HBW
...)
=
k
⋅
F
,
(1)
S
3
178175826.031.png 178175826.032.png 178175826.033.png 178175826.034.png 178175826.035.png 178175826.036.png 178175826.037.png 178175826.038.png 178175826.039.png 178175826.040.png 178175826.041.png 178175826.042.png 178175826.043.png 178175826.044.png
HB
...(
HBS
...
lub
HBW
...)
=
0
102
( )
2
F
,
(2)
π
D
D
−
D
2
−
d
2
HB
...(
HBS
...
lub
HBW
...)
=
1
2
K
,
(3)
π
2
d
1
−
1
−
D
gdzie:
k współczynnik,wynikającyzprzejściazukładucięŜarowegonaukładSI:
k
=
1
≈
1
≈
0
102
[s 2 /m],
g
9
80665
g przyspieszenieziemskie:g=9,80665m/s 2 ,
F siłaobciąŜająca[N],
D średnicakulki[mm],
d średnicaodcisku[mm],
S polepowierzchniodcisku:
( )
2
= π
D
D
−
D
2
−
d
2
S
[mm 2 ],
(4)
K stałaobciąŜenia:
K =
0
102
F
[N/mm 2 ].
(5)
D
2
WielkośćsiłyobciąŜającejFwyznaczanajestzrównania:
F
=
9 D
807
K
⋅
2
[N],
(6)
wktórymstałaobciąŜeniaKprzyjmujewartościzgodnieztab.1.WartośćstałejobciąŜeniaK
naleŜydobraćwzaleŜnościodspodziewanejtwardościbadanejpróbkilubprzedmiotu,aby
uzyskaćodciskśrednicydzawartejwprzedzialeod0,24do0,6D.
Tablica1.ZalecanewartościstałejobciąŜeniaKisiłyobciąŜającej
Materiał
TwardośćBrinella
[HBW]
StałaobciąŜenia
K =
0
102
F
D
2
[N/mm 2 ]
Stal,stopyniklu,stopytytanu
30
śeliwo 1
<140
≥140
10
30
Miedźistopymiedzi
<35
5
35÷200
10
>200
30
Metalelekkieiichstopy
<35
2,5
5
10
35÷80
15
>80
10
15
Ołów,cyna
1
Spiekimetalowe zgodnieznormąISO44981
1 WprzypadkuŜeliwanominalnaśrednicakulkipowinnawynosić2,5mm,5mmlub10mm.
4
178175826.045.png 178175826.046.png 178175826.047.png 178175826.048.png 178175826.049.png 178175826.050.png 178175826.052.png 178175826.053.png 178175826.054.png 178175826.055.png 178175826.056.png 178175826.057.png 178175826.058.png 178175826.059.png 178175826.060.png 178175826.061.png 178175826.063.png 178175826.064.png 178175826.065.png 178175826.066.png 178175826.067.png 178175826.068.png 178175826.069.png 178175826.070.png 178175826.071.png 178175826.072.png 178175826.074.png 178175826.075.png
WynikpomiaruzaleŜyodczasuzwiększaniaobciąŜeniadomaksymalnejjegowartościiod
czasu trwania pełnego obciąŜenia. Kulkę naleŜy obciąŜyć równomiernie bez wstrząsów do
Ŝądanejsiływciągu2±8sliczącodchwilizetknięciakulkizpróbką.
Czasdziałaniacałkowitejsiłypowinienwynosić:
● dlastaliiŜeliwa: od10do15s,
● dlainnychmetaliotwardości≥32HB:30s,
● dlainnychmetaliotwardości<32HB:60s.
Badanieprzeprowadzasięwtemperaturze10÷35 O C,atemperaturapróbyrozjemczejpowinna
wynosić23±5 O C.
Zalecasięstosowaniekulki średnicyD=10mm. Przy badaniuodlewów zalecasię
stosowaniekulekśrednicyD=2,5;5i10mmzgodnieztab.1.
Odstępśrodkówsąsiednichodcisków,przytwardościpowyŜej35jednostekBrinella
powinienbyćwiększyod4–krotnejśrednicyodciskud,odstępśrodkaodcinkuodkrawędzi
badanejpróbkipowinienbyćwiększyod2,5krotnejśrednicyd.Dlapróbekotwardości35–
jednostek i poniŜej podane wyŜej odstępy naleŜy zwiększyć odpowiednio do 6 krotnej
średnicyodcisku d.
TwardośćBrinellawyraŜasięwzapisieliczbąskładającąsięztrzechcyfrznaczących
np.354;50,6;7,24iwystępującegoponiejoznaczeniatwardościBrinellaHB...(HBS...lub
HBW...)uzupełnionegodalszymiliczbami,np.:
600HBW1/30/20
średnicawgłębnika obciąŜenie30kG czasdziałaniaobciąŜenia
(jeŜelinieznajdujesię
wprzedziale10÷15s)
Tablica2.Dokładnośćpodawaniawyników
TwardośćBrinellaHB..(HBW..lubHBW..) DokładnośćwjednostkachtwardościBrinella
do10 0,01
powyŜej10do100 0,1
powyŜej100 1
Dopuszcza się przeliczanie twardości Brinella na twardości określone innym sposobem, co powinno być
zaznaczonewprotokolebadania.
Powierzchniabadanejpróbkilubprzedmiotuwmiejscupomiarutwardościpowinna
być płaska i gładka, oczyszczona ze zgorzeliny, smaru itp. Przy wygładzaniu nie wolno
dopuścićdozmianytwardościprzeznagrzanielubzgniot.Chropowatośćpowierzchnipróbek
obrobionychmechaniczniewyraŜonaparametremRa,niepowinnaprzekraczać5m.
Obróbkę powierzchni badanej próbki lub przedmiotu moŜna wykonać przez
szlifowanie. Przy pomiarze twardości za pomocą kulki średnicy D = 1mm powierzchnię
próbkinaleŜywypolerować.
Kształt próbki moŜe być dowolny pod warunkiem zastosowania do pomiarów
odpowiedniegostolikastanowiącegowyposaŜenietwardościomierza,zapewniającego:
● prostopadłośćpowierzchnipomiarowejlubjejpłaszczyznystycznejdokierunkudziałania
siłyobciąŜającej,
● połoŜenie próbki bez odkształceń spręŜystych i przesunięć pod wpływem działania
obciąŜenia.
Grubość próbkis powinna być co najmniej 8 razy większa niŜ głębokość odciskuh. Na
odwrotnejstroniepróbkiniepowinnobyćśladówodkształceńwywołanychdziałaniemsiły
obciąŜającejwgłębnik.
5
178175826.076.png 178175826.077.png 178175826.078.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin