Определение твердости металлов и сплавов по методу Роквеллу

Комитет по науке и высшей школе

Санкт-Петербургское государственное бюджетное образовательное

учреждение среднего профессионального образования

«Невский машиностроительный техникум»

 

Лабораторная работа 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЁРДОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПО МЕТОДУ РОКВЕЛЛА

МВ.ЛР-03._______ ._______.

                                 группа          № в группе

1 Цель работы.

         Получить практические навыки по определению твёрдости материалов по методу Роквелла.

2 Вариант работы- ____ .

3 Материальное обеспечение.

3.1  Прибор ТК-14-250.

3.2  Образцы из металлов и сплавов.

4 Задачи и порядок выполнения работы.

4.1  Ознакомиться с устройством и работой прибора ТК-14-250.

4.2 Установить наконечник и нагрузку в соответствии с предполагаемой  твёрдостью образца.

4.3 Установить образец на стол прибора.

4.4 Произвести соприкосновение образца с помощью маховика, вращая его до тех пор, пока маленькая стрелка не совпадёт с красной точкой.

4.5 С помощью сектора начало выбранной шкалы совместить с большой стрелкой прибора.

4.6 Включить прибор, затем нажать на педаль, определить величину твёрдости по индикатору прибора и записать её в таблицу отчёта.

4.7 Снять предварительную нагрузку, освободив образец.

4.8 Замер других точек на образце и следующих образцов произвести в том же порядке.

4.9 Сделать выводы и отчёт по работе.

5 Теоретические предпосылки.

         Под твёрдостью по Роквеллу понимается способность твёрдого тела оказывать сопротивление внедрению в него либо алмазного конуса с углом при вершине 120 градусов, либо стального закалённого шарика диаметром 1/16 дюйма (диаметром 1,59 мм).  Твёрдость по Роквеллу величина безразмерная и выражается в условных единицах. За единицу измерения твёрдости по Роквеллу принимается величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм.

Испытание шариком применяют при определении твёрдости относительно мягких материалов, а алмазным конусом – при определении твёрдости твёрдых материалов.     Методом Роквелла величина твёрдости определяется быстро и непосредственно по шкале индикатора, установленного на приборе. Нагрузка, действующая на наконечник, слагается из двух нагрузок: предварительной и основной. Предварительная нагрузка предназначена для компенсации упругих деформаций прибора и испытываемой детали, которые влияют на показания прибора. Полная нагрузка будет состоять из предварительной, равной 10 кгс, и основной. В зависимости от нагрузок индикатор прибора имеет разные шкалы:

          - шкалу В, которая используется при испытании шариком относительно мягких материалов (нагрузка 100 кгс);

          - шкалу С, используемой при испытании алмазным конусом твёрдых закалённых деталей (нагрузка 150 кгс);

         - шкалу А, которая используется при испытании алмазным конусом очень твёрдых и тонких материалов (нагрузка 60 кгс). Нагрузки и наконечники выбираются в зависимости от  твёрдости испытываемого материала и должны соответствовать данным таблицы 1.

          При использовании шкал А и С вдавливается наконечник с алмазным конусом, а при использовании шкалы В вдавливается стальной шарик в поверхность детали под действием последовательно прикладываемых предварительной и основной нагрузок. Измеряется остаточная глубина проникновения наконечника после снятия основной нагрузки. Толщина образца или глубина поверхностного слоя, подвергаемого испытанию, должны быть не менее, чем в 8 раз больше проникновения наконечника.

Таблица 1 Нагрузки и наконечники при определении твёрдости по Роквеллу

Шка ла	Число единиц в шкале	Обозначение твердости	Наконечник	Нагрузка, кгс	Допустимые пределы твёрдости	Примерная твёрдость (НB)	Область примене- ния
А	100	HRA	конус	60	>70	>700	Твёрдые сплавы, цементированые стали
В	130	HRB	шарик	100	25…100	60…230	Нетвёрдые сплавы
С	100	HRC	конус	150	20…67	230… 700	Закалённая сталь

После испытания на противоположной стороне образца не должно быть заметно следов деформации от отпечатка. Минимальная толщина образца при замере по шкале А– 0,4…0,7 мм; по шкале В – 0,7…2,0 мм и по шкале С – 0,7…1,5 мм в зависимости от твёрдости по Роквеллу. Поверхность испытываемого образца должна быть ровной, гладкой и свободной от окалины и других наслоений. Образец должен лежать на подставке устойчиво, без смещения и прогиба во время испытаний. Расстояние между центрами двух соседних отпечатков или от центра отпечатка до края образца должно составлять не менее 3 мм. При определении твёрдости на цилиндрических выпуклых поверхностях диаметром менее 38 мм по шкале А или С и диаметром менее 25 мм по шкале В, применяют поправки в соответствии с приложением 2 по ГОСТ 9013, которые прибавляют к полученным значениям твёрдости. Твёрдость по Роквеллу обозначается цифрами, указывающими на величину твёрдости, и буквами «НR» с указанием шкалы твёрдости. Например, 60 RС (твёрдость 60 единиц по шкале С).

         Величины твёрдости по Роквеллу не имеют точного перевода их в другие величины твёрдости или прочности при растяжении. Твёрдость, определяемая по Роквеллу -  это усреднённая величина, представляющая твёрдость в результате суммарного влияния присутствующих в сплаве структурных составляющих.

         В отчёте данные по замеру твердости материалов следует привести по форме таблицы 2.

Таблица 2 Результаты определения твердости по Роквеллу

№ образца	Материал образца	Шкала	Наконечник	F, кгс	Значение твердости						Обозначение твердости по Роквеллу
					Номер отпечатка					Среднее- значение
					1	2	3	4	5
1
2
3
4
5
6