Laboratorium wytrzymałości materiałów
Rok studiów: I Grupa: L3 Podgrupa: 2 Monika Skiba Irena Bocheńska Paulina Kowalska Magda Przydział
Data wykonania ćwiczenia: 21.10.2010

POMIAR TWARDOŚCI SPOSOBEM BRINELLA

1. W pomiarze twardości sposobem Brinella należy wybrać kulkę o możliwie największej średnicy, dzięki czemu zapewniona jest duża dokładność pomiaru. Do naszego doświadczenia została wybrana stalowa kulka o średnicy 5 mm. Ze względu na rodzaj badanego materiału zalecana wartość K=30. (Tabela 5.2)

Po przeliczeniu według wzoru: F=9,807KD² wartość obciążenia kulki wynosi 7355N.

1. Wzór wiążący twardość Brinella ze średnicą kulki:

HB= 0,102,

gdzie: D- średnica wgniatanej kulki [mm]

F- wartość działającej siły [N]

d= - średnica odcisku

1. Protokół pomiarów twardości sposobem Brinella

1. Warunki, w których wykonano pomiary:

Typ twardościomierza: B2

Temperatura otoczenia: 21,8 C

Czas działania obciążenia: 15s

	Pomiar 1	Pomiar 2
Średnica kulki (d1)	2,44mm	2,26mm
Średnica kulki (d2)	2,39mm	2,29mm
Średnica odcisku (dŚR)	2,41mm	2,28mm
Twardość Brinella (HB)	154	174
Średnia twardość Brinella	164

1. Pomiar 1

$$d = \ \frac{2,43 + 2,39}{2} = 2,41\ $$

$$HB = 0,102\frac{2*7355}{5\pi(5 - \ \sqrt{5^{2} - \ {2,41}^{2}\ }\ )} = \ \frac{1500,42}{5\pi(5 - 4,38)} = \ \frac{1500,42}{15,7*0,62} = \ \frac{1500,42}{9,73} = 154,2\ \approx 154$$

Zapis: 154HB 5/750

1. Pomiar nr 2.

$$d = \ \frac{2,26 + 2,29}{2} = 2,28$$

$$HB = 0,102\frac{2*7355}{5\pi(5 - \ \sqrt{5^{2} - \ {2,28}^{2}\ }\ )} = \ \frac{1500,42}{5\pi(5 - 4,45)} = \ \frac{1500,42}{15,7*0,55} = \ \frac{1500,42}{8,64} = 173,7 \approx 174$$

Zapis: 174HB 5/750

1. Średnia twardość Brinella:

$$HB = \ \frac{154 + 174}{2} = 164$$

Zapis: 164HB 5/750

POMIAR TWARDOŚCI SPOSOBEM VICKERSA

1. Wykonywaliśmy pomiar twardości sposobem Vickersa stalowej próbki w kształcie prostopadłościanu przykładając siłę 294N.

2. Protokół pomiaru twardości sposobem Vickersa:

1. Warunki, w których wykonano pomiary:

Typ twardościomierza: HPO 250

Temperatura otoczenia: 21,5 C

Czas działania obciążenia: 15s

	Pomiar 1	Pomiar 2
Przekątna 1 (d1)	0,378mm	0,375mm
Przekątna 2 (d2)	0,377mm	0,375mm
Średnia przekątna (dŚR)	0,378mm	0,375mm
Twardość Vicersa (HV)	389	394
Średnia twardość Vicersa (HVŚR)	392

D- liczba dużych pełnych działek

S- liczba małych pełnych działek

M- wskazanie na śrubie mikrometrycznej

1. Pomiar 1

D₁=3

S₁=7

M₁= 8

d₁= 0,1D₁+0,01S₁+0,001M₁

d₁= 0,1*3+ 0,01*7 + 0,001*8 = 0,378 mm

D₂=3

S₂=7

M₂= 7

d₂= 0,1D₂+0,01S₂+0,001M₂

d₂= 0,1*3 + 0,01*7 + 0,001*7 = 0,377 mm

Średnia przekątna:

d=

$$\mathbf{d =}\frac{\mathbf{0,378 + 0,377}}{\mathbf{2}}\mathbf{= 0,3775 \approx 0,378}$$

Twardość Vickersa:

$\mathbf{HV = 0,1891}\frac{\mathbf{F}}{\mathbf{d}^{\mathbf{2}}}$

$$\mathbf{HV = 0,1891}\frac{\mathbf{294}}{\mathbf{0,378}^{\mathbf{2}}}\mathbf{= 0,1891}\frac{\mathbf{294}}{\mathbf{0,143}}\mathbf{= 388,78 \approx 389\ }$$

Zapis: 389 HV 30

1. Pomiar nr 2

D₁=3
S₁=7
M₁= 5

d₁= 0,1D₁+0,01S₁+0,001M₁

d₁= 0,1*3+ 0,01*7 + 0,001*5 = 0,375 mm

D₂=3
S₂=7
M₂= 5

d₂= 0,1D₂+0,01S₂+0,001M₂

d₂= 0,1*3 + 0,01*7 + 0,001*5 = 0,375 mm

Średnia przekątna:

d=

$$\mathbf{d =}\frac{\mathbf{0,375 + 0,375}}{\mathbf{2}}\mathbf{= 0,375}$$

Twardość Vickersa:

$\mathbf{HV = 0,1891}\frac{\mathbf{F}}{\mathbf{d}^{\mathbf{2}}}$

$$\mathbf{HV = 0,1891}\frac{\mathbf{294}}{\mathbf{0,375}^{\mathbf{2}}}\mathbf{= 0,1891}\frac{\mathbf{294}}{\mathbf{0,141}}\mathbf{= 394,29 \approx 394\ }$$

Zapis: 394 HV 30

1. Średnia twardość Vickersa:

$\mathbf{HV = \ }\frac{\mathbf{389 + 394}}{\mathbf{2}}\mathbf{= 391,5\ \approx 392}$

Zapis: 392 HV 30

POMIAR TWARDOŚCI SPOSOBEM POLDI

1. Do pomiaru twardości sposobem Poldi wykorzystaliśmy stalowy pręt wzorcowy o znanej twardości HB_w= 125. Badana próbka to stalowy prostopadłościan.

2. Protokół pomiaru twardości sposobem Poldi:

1. Warunki, w których wykonano pomiary:

Typ twardościomierza: Przyrząd Poldi

Temperatura otoczenia: 21,7 C

Średnica kulki (D): 10 mm

	Pomiar 1	Pomiar2
Średnica 1 na próbce (d1)	2,10 mm	2,00 mm
Średnica 2 na próbce (d2)	2,00 mm	2,20 mm
Średnia średnica odcisku na próbce(dŚR)	2,05 mm	2,10 mm
Średnica 1 na pręcie wzorcowym (d1)	2,40 mm	2,40 mm
Średnica 2 na pręcie wzorcowym (d2)	2,50 mm	2,30 mm
Śr. Średnica na pręcie wzorcowym (dŚR)	2,45 mm	2,35 mm
Współczynnik (k)	1,44	1,26
Twardość Brinela (HB)	179	158
Średnia twardość Brinela (HBŚr)	169

1. Pomiar nr 1

d=

$$d = \frac{2,1 + 2,0}{2} = 2,05$$

$$d_{\text{w\ }} = \ \frac{d_{w1} + \ d_{w2}}{2}$$

$$d_{\text{w\ }} = \frac{2,4 + 2,5}{2} = 2,45$$

$$k = \frac{D - \ \sqrt{D^{2\ } - \ d_{w}^{2}}}{D - \ \sqrt{D^{2\ } - \ d^{2}}}$$

$$k = \frac{10 - \sqrt{10^{2} - {2,45}^{2}}}{10 - \sqrt{10^{2} - {2,05}^{2}}} = \ \frac{10 - 9,6952307}{10 - 9,7876197} = \ \frac{0,30477}{0,212381} = 1,435 \approx 1,44$$

HB=

HB= 1,44 * 125 = 180

1. Pomiar nr 2

d=

$$d = \frac{2,0 + 2,2}{2} = 2,1$$

$$d_{\text{w\ }} = \ \frac{d_{w1} + \ d_{w2}}{2}$$

$$d_{\text{w\ }} = \frac{2,4 + 2,3}{2} = 2,35$$

$$k = \frac{D - \ \sqrt{D^{2\ } - \ d_{w}^{2}}}{D - \ \sqrt{D^{2\ } - \ d^{2}}}$$

$$k = \frac{10 - \sqrt{10^{2} - {2,35}^{2}}}{10 - \sqrt{10^{2} - {2,1}^{2}}} = \ \frac{10 - 9,7199537}{10 - 9,7770138} = \ \frac{0,280047}{0,222987} = 1,256 \approx 1,26$$

HB=

HB= 1,26 * 125 = 157,5 ≈ 158

1. Średnia twardość

$$\mathbf{HB =}\frac{\mathbf{180 + 158}}{\mathbf{2}}\mathbf{= 169}$$