WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ

Ćwiczenie 1		Data: 05.03.2009
Temat: Badanie twardości metoda Rocwella
Autorzy: Agnieszka Bieschke, Przemysław Bobrowski, Tomasz Banacki, Grzegorz Bosko,	Semestr: II	Grupa I

Laboratorium z Podstaw Technologii Okrętowych

1. Wstęp:

Pomiar twardości polega na dwustopniowym ciskaniu wgłębnika siła wstępna F0 i siła główną F1 w badaną próbkę przy określonych warunkach obciążenia

Naszym zadaniem było przeprowadzenie badania twardości dla Aluminium przy sile 60kg oraz Miedzi przy obciążeniu 100kg. Przeprowadziliśmy dla każdego z metali po trzy próby.

1. Opis Doświadczenia

Badania przeprowadzamy w temperaturze pokojowej (ok. 21°C ), powtarzając je trzykrotnie dla każdej z badanych próbek miedzi, stopu aluminium, dobierając przy tym odpowiednią siłę obciążającą

Pomiar twardości sposobem Rockwella polega na dwustopniowym wciskaniu wgłębnika siłą wstępną F0 i siłą główną F1 w badaną próbkę przy określonych warunkach obciążenia i pomiarze trwałego przyrostu głębokości odcisku.

Etapy dwustopniowego pomiaru twardości metodą Rockwella:

1. Próbka spoczywa na stoliku przedmiotowym.

2. Pod obciążeniem siłą wstępną F0 wgłębnik zostaje wciśnięty na głębokość h0, która zostaje przyjęta za głębokość odniesienia przy pomiarze trwałego przyrostu głębokości odcisku. Czujnik twardościomierza ustawia się w położeniu zerowym.

3. Do obciążenia siłą wstępną F0 nakłada się statycznie główną siłę obciążającą F1, która powoduje zagłębienie wgłębnika na głębokość H1, czyli obciążenie siłą całkowitą F=F0+F1 powoduje przyrost głębokości h1

4. Odciąża się główną siłę obciążającą F1 i wskutek sprężystości badanej próbki oraz samego twardościomierza, wgłębnik podniesie się o wartość h2. Trwały przyrost głębokości odcisku mierzony od linii odniesienia wynosi wtedy h=h1-h2 i jest przyjęty do wyznaczania twardości Rockwella.

Odczytu twardości HR dokonuje się na odpowiednio wyskalowanym czujniku zegarowym, bezpośrednio sprzężonym z obciążoną dźwignią

2. Pomiary dokonane

Aluminium (AL) Obciążenie 60kg	Miedź (Cu) Obciążenie 100kg
67,0 mm	76,0 mm
68,5 mm	75,5 mm
67,0 mm	76,0 mm

Średnia wartość dla odczytu twardości aluminium przy obciążeniu 60kg i trzech próbach

HRśrednia = (67,0+68,5+67,0)/3 = 67,5 mm

Średnia wartość dla odczytu twardości Miedzi przy obciążeniu 100kg i trzech próbach

HRśrednia = (76,0+75,5+76,0)/3 =75,8(3) mm

3. Wnioski

• Miedź jest o wiele twardsza od aluminium, bo przy użyciu siły prawie dwa razy większej na miedź niż na aluminium, pomiary tylko nieznacznie się różniły

• Pomimo tego, iż pomiary sposobem Rockwella jest szybkie, łatwe w pomiarze i obsłudze twardościomierza to nie istnieje możliwość porównywania poszczególnych skal twardości.

• Duży wpływ na wynik pomiaru ma niepoprawne ustawienie przedmiotu, zanieczyszczenia śruby podnośnej i podstawek oraz stolika przedmiotowego.

• Twardość metalu jest funkcja wielu czynników zewnętrznych, a w szczególności zależy od kształtu i wymiarów zastosowanego wgłębnika

• Sposób Rockwella umożliwia badanie zarówno metali twardych jaki i miękkich w przeciwieństwie do innych metod pomiaru twardości

• Twardości materiału nie można porównywać ze sobą, gdyż nie każdym sposobem można badać twardość poszczególnych próbek. Przykładowo sposób Brinella stosuje sie do pomiaru twardości stali wyważonych, żeliw, miedzi i jej stopów, cynku ołowiu i jego stopów, cyny, stopów aluminium. Natomiast sposobem Rockwella do stopów o twardości np.: 60-HRA.

• Zaletą metody Rockwella jest możliwość badania próbek twardych i utwardzanych. Wadą jest ogromna ilość skal twardości co bardzo wydłuża czas pomiaru, czasami może nawet doprowadzić do uszkodzenia urządzenia poprzez niewłaściwe dobranie wgłębnika. Jednak jego zdecydowaną zaletą jest bardzo szybki odczyt którego dokonujemy z czujnika

Klasyfikacja stali:

1. Stal AL.-F

2. Stal Cu-B

3. Stal H-A

4. Stal W-D/F