614428
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 5.520 руб.;
- курсы повышения квалификации от 1.200 руб.
Престижные документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ ДО 70%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО сейчас!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок")

ИнфоурокТехнологияКонспектыУрок на тему : «Определение твердости материалов».

Урок на тему : «Определение твердости материалов».

библиотека
материалов
Скачать материал целиком можно бесплатно по ссылке внизу страницы.

Урок на тему : «Определение твердости материалов».


Цель: Ознакомиться с методикой определения твердости металлов по Бринеллю.


Общие сведения


Под твердостью понимают свойство материала сопротивляться проникновению в него более твердого наконечника (индентора), не деформирующегося при испытании.

Твердость можно определять методом вдавливания ,царапанья, упругой отдачи и т.д. наиболее распространен метод вдавливания статической нагрузкой, который предусматривает внедрение индентора в образец (изделие) под действием нагрузки ,прикладываемой плавно и постепенно, причем время выдержки под нагрузкой регламентируется соответствующими стандартами на методы измерения твердости. В результате вдавливания поверхностные слои металла ,находящиеся под индентором и вблизи него, пластически деформируются. Особенность происходящей при этом деформации в том, что она протекает только в небольшом объеме, окружено недеформированным металлом. Таким образом, твердость характеризует сопротивление металла пластической деформации при контактном воздействии в поверхностном слое, т.е. способность одного тела противостоять проникновению (внедрению) в него другого более прочного тела.

Испытания на твердость получили большое распространение в промышленности, т.к. они дают возможность изучать свойства материала не только на опытных образцах, но и на готовых конструкциях и деталях. К тому же имеется возможность по результатам испытаний на твердость определить величину предела прочности материала без проведения испытаний на растяжение.

Наибольшее распространение получили статические методы:

1 Метод Бринелля – вдавливание стального закаленного шарика;

2 Метод Роквелла – вдавливание стального шарика при контроле мягких материалов или алмазного конуса при испытании твердых;

3 Метод Виккерса – вдавливание алмазной пирамиды.


Указанные методы определения твердости регламентированы соответствующими ГОСТами. Метод измерения твердости по Бринеллю - ГОСТ 9012-59, метод определения твердости по Роквеллу – ГОСТ 9013-59, метод определения твердости по Виккерсу – ГОСТ 2999-75.










Методика и техника эксперимента



Определение твердости по методу Бринелля


При определении твердости по Бринеллю стальной шарик диаметром D вдавливается в испытуемый образец под действием нагрузки P (рис. 1) приложенной в течение определенного времени. значение твердости определяют по величине поверхности отпечатка, оставляемого шариком, который изготовлен из термически обработанной инструментальной стали.

Вдавливание шарика осуществляется на твердомере Бринелля (рис. 3) следующим образом. На столик 2 устанавливают испытуемый образец или изделие 3. Вращая маховик 1 по часовой стрелке поднимают столик вверх для обеспечения контакта образца с индентором-шариком 4. Потом нажатием кнопки включается электродвигатель 6 прибора, после чего нагрузка начинает плавно передаваться на испытуемый образец. эта нагрузка, создаваемая грузом 5, действует обычно 10-60 с ,в зависимости от твердости измеряемого материала; выключается двигатель автоматически. Столик 2 вместе с образцом опускают вращением маховика 1 в обратном направлении. Образец 3 снимают и измеряют диаметр полученного на нем отпечатка с помощью лупы, на окуляре которой нанесена шкала с делениями, соответствующими 0,1 мм. Схема измерения диаметра отпечатка специальной лупой показана на рис. 2.

Число твердости по Бринеллю (НВ) определяют путем деления нагрузки Р (Н) на площадь поверхности сферического отпечатка F (мм2) и вычисляют по формуле:


hello_html_1ff08e3f.gif ; (1)


где D – диаметр вдавливаемого шарика, мм;

d – диаметр отпечатка, мм;



Между числами твердости по Бринеллю и пределом прочности Gв существует следующая приближенная зависимость:


hello_html_m131005bd.gif ; (2)


где k – коэффициент, определяемый опытным путем. Значения k для стали, алюминия и меди:

- сталь НВ<175 - 3,4

- сталь НВ>175 - 3,6

- алюминий отожженный - 4,0

- медь отожженная - 3,5.




Чем тверже металл, тем меньше диаметр отпечатка и тем выше число твердости по Бринеллю.


Диаметр шарика, нагрузку и продолжительность выдержки под нагрузкой выбирают в зависимости от твердости и толщины испытуемого изделия или образца. Нормы испытания на твердость приведены в таблице 1.


На практике при измерении твердости шариком определенного диаметра и установленной нагрузкой пользуются таблицами, указывающими число в зависимости от диаметра отпечатка.


Измерение твердости по Бринеллю не рекомендуется применять:

- для сталей твердостью >450 НВ из-за деформации стального шарика;

- для цветных металлов с твердостью > 200НВ;

- для тонких поверхностных слоев (толщиной 1-2 мм), которые шарик будет продавливать.



Таблица 1

Нормы испытания на твердость по Бринеллю

Материал

Твердость по Бринеллю

НВ

Толщина образца, мм

Диаметр шарика D, мм

Нагрузка P, Н

Соотношение P и D

Выдержка под нагрузкой, с

Черные металлы

140-450

6-3

4-2

<2

10,0

5,0

2,5

29420

7354

1834



Р=30D2

10

10

10

Черные металлы

<140

6

6-3

<3

10,0

5,0

2,5

9810

2451

614



Р=10D2

10

10

10

Цветные металлы

>130

6-3

4-2

<2

10,0

5,0

2,5

29420

7354

1834



Р=30D2

30

30

30

35-130

9-3

6-3

<3

10,0

5,0

2,5

9810

2452

614



Р=10D2

30

30

30

8-35

>6

6-3

<3

10,0

5,0

2,5

2451

614

153



Р=2,5D2

60

60

60


hello_html_m49a44b0d.png













Порядок выполнения работы


Задание:


1 Изучить теоретические вопросы:

1.1 схему испытания (с зарисовкой) твердости по Бринеллю;

1.2 определение твердости по формуле;

1.3 устройство автоматического рычажного пресса (с зарисовкой);

1.4 выбор диаметра шарика и нагрузки;

1.5 методику измерения отпечатка с помощью лупы.


2 Изучить порядок работы на твердомере

3 Определить твердость образцов

4 Определить приблизительное значение предела прочности образцов

5 Сделать вывод о зависимости твердости и прочности различных материалов образцов.

Результаты оформить в виде протокола.


Материал

Толщина образца, мм

Диаметр шарика, мм

Нагрузка, Н

Диаметр отпечатка, мм

Твердость, НВ

Предел прочности, Gв, МПа

d1

d2

dср













6 Содержание и оформление отчета по работе


- тема

- цель

- задание

- описание методики проведения испытаний с зарисовкой рис. 1 и рис. 3

- результаты измерений

- выводы по работе


Устный отчет по лабораторной работе:


1 Определение твердости.

2 Перечислить методы измерения твердости.

3 На чем основан метод измерения твердости по Бринеллю?

4 Как определяется твердость по методу Бринелля (формула)?

5 Как осуществляется выбор диаметра шарика и нагрузки в лабораторной работе?

6 Методика измерения отпечатка.




Общая информация

Номер материала: ДВ-266787

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Современные информационные технологии и их использование в работе преподавателей. Системы автоматизированного проектирования одежды и организация технологического процесса»
Курс повышения квалификации «Подростковый возраст - важнейшая фаза становления личности»
Курс «Мерчендайзинг»
Курс повышения квалификации «Интеллектуальная собственность: авторское право, патенты, товарные знаки, бренды»
Курс профессиональной переподготовки «Технология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Технология и организация кухонь народов мира: особенности и традиции»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС педагогических направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Психолого-педагогическое сопровождение при подготовке к конкурсам профмастерства WorldSkills Russia»
Курс повышения квалификации «Финансы предприятия: актуальные аспекты в оценке стоимости бизнеса»
Курс профессиональной переподготовки «Черчение: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Учебная деятельность по предметной области «Черчение»: основы предмета и реализация обучения в условиях ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Гостиничный менеджмент: организация управления текущей деятельностью»
Курс профессиональной переподготовки «Информационная поддержка бизнес-процессов в организации»
Курс профессиональной переподготовки «Гражданско-правовые дисциплины: Теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Управление корпоративной информационной безопасностью: Администрирование и эксплуатация аппаратно-программных средств защиты информации в компьютерных системах»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Онлайн-конференция Идет регистрация