Материаловедение.Твёрдость
.doc
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ, ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ СТАЛИ
Цель работы : Ознакомиться с методами и способами определения твердости металлов, устройством и работой пресса Бринелля. Ознакомиться с методикой испытаний ударной вязкости
Оборудование и материалы : Пресс Бринелля, лупа Бринелля для измерения диаметра отпечатка, образцы из углеродистых сталей, шлифовальная бумага; маятниковый копер, штангенциркуль.
Программа работы:
-
Ознакомиться с методами определения твёрдости и ударной вязкости;
-
Ознакомиться с работой пресса Бренелля и маятникого копра;
-
Определит твёрдость металлического образца и установит марку металла;
-
Определить ударную вязкость металлического образца;
-
Составить отчёт и сделать заключение о проделанной работе.
Ход работы
1. Определение твердости металла методом Бринелля
Ознакомиться с устройством и принципом работы пресса Бринелля. Нарисовать схему испытаний (рис.1)
Рис.1 Схема определения твердости по Бринеллю.
-
Подготовить образец и установить его на столик пресса; вращением маховика поднять столик с образцом до шарикового наконечника, создавая предварительную нагрузку порядка 100 кг.
-
Включить двигатель пресса и после вдавливания шарика выключить.
-
Освободить образец и замерить диаметр отпечатка с точностью до +0,1 мм., результаты занести в таблицу 1.
Таблица 1 - Результаты измерения твердости по Бринеллю
№ |
Диаметр шарика D,мм |
Усилие вдавливания F , кгс |
Диаметр отпечатка d, мм |
Твердость по Бринеллю НВ |
Временное сопротивление, σ, МПа |
Марка металла |
1 |
10 |
3000
|
4,5 |
179 |
64 |
Ст6Пс |
2 |
10 |
3000
|
5,2 |
131 |
47 |
Ст3Пс |
-
Определить по справочной таблице 1а (лаборатория №316) твердость образца НВ . Данные занести в таблицу 1 .
6 По формуле рассчитать твердость НВ для одного образца и сравнить со справочными данными
НВ1 = = 188,6 HB2 = = 141,5
S1 = = 15,9 мм2 S2 = = 21,2
где F - нагрузка на шарик, кгс; S -площадь отпечатка, мм2;
-
По формулам рассчитать временное сопротивление σ образцов ( для стали σ = 0,36 НВ)
σ 1 = 0,36НВ1 = 0,36 · 188,6 = 68 МПа
σ 2 = 0,36НВ2 = 0,36 · 141,5 = 51 МПа
Исходя из значения временного сопротивления σ, по таблице 1б (лаборатория №316 установить марку металла. Данные занести в таблицу 1
-
Испытание на ударную вязкость стали
-
Ознакомиться с устройством маятникового копра и зарисовать схему испытаний ( рис.2).
Рисунок.2 Схема испытания на ударную вязкость:
а – схема работы маятникового копра ; б – схема образца
-
Измерить с точностью +0,1 мм размеры образцов Н1 и В в месте надреза. Рассчитать площадь поперечного сечения S . Результаты внести в таблицу 2.
Таблица 2 - Результаты испытаний на ударную вязкость
№ |
Площадь поперечного сечения образца S, см2 |
Запас энергии копра К0, Дж |
Избыток энергии копра К1, Дж |
Работа на разру-шение образца К= К0-К1, Дж |
Ударная вязкость КС, Дж/см2 |
1 |
0,8
|
25,2 |
6 |
19,2 |
24 |
2 |
0,8
|
22,2 |
14 |
8,2 |
10,25 |
-
Произвести испытания на ударную вязкость. Энергию копра К0 и К1 определить по указателю индикатора копра и внести в таблицу 2.
-
Рассчитать ударную вязкость образцов КС по формуле:
КC1= 19,2 / 0,8 = 24 Дж/см2 КС2= 8,2 / 0,8 = 10,25 Дж/см2
Результаты внести в таблицу 2
-
Сделать выводы: в результате лабораторного занятия я ознакомился с методами и способами определения твердости металлов, устройством и работой пресса Бринелля. Ознакомился с методикой испытаний ударной вязкости.