UNIWERSYTET

TECHNOLOGICZNO – PRZYRODNICZY

W BYDGOSZCZY

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu: materiałoznawstwo
TEMAT: Pomiary twardości materiałów inżynierskich.
Transport
Wojciech Stachowski

1. Cel badań twardości materiałów inżynierskich.

Próby twardości są wykonywane dosyć często ze względu na łatwość, szybkość dokładność pomiaru. Metoda oparta na odporności materiału na wciskanie stosowana jest do pomiaru twardości metali. Pomiar polega na wgniataniu wgłębnika określonym ciężarem w gładką powierzchnie metalu, co powoduje lokalne odkształcenie plastyczne w postaci odcisku wgłębnika. Sposoby pomiaru to metody Brinella, Rockwella i Vikersa.

2. Przeliczenia twardości na skalę Vickersa i Brinella.

• Miarą twardości Vickersa jest stosunek siły F, wciskającej diament, do powierzchni S pobocznicy trwałego odcisku.

Dla siły F w N wzór ten przybierze postać:

gdzie:

d- średnia wartość przekątnej , mm,

• Metoda Brinella:

Twardość oblicza na podstawie średnic kulki i odcisku:

gdzie:

F = siła obciążająca (N)

D = średnica kulki (mm)

d = średnica odcisku (mm)

3. Typ badanych materiałów, ich zastosowanie oraz wyniki pomiarów.

a) stal narzędziowa MC10 do noża tokarskiego

65 HRC

64 HRC

68 HRC

64 HRC

64 HRC

Zastosowanie: Stal chromowa na narzędzia do cięcia o wysokiej wydajności, noże do cięcia blach, narzędzia do gwintowania, ciągadła do drutu, rolki formujące wykrojniki, pierścienie do przecinania, noże, przebijaki, sprawdziany, duża odporność na ścieranie.

b) Stal SW 18

66 HRC

66 HRC

67 HRC

69 HRC

67 HRC

Zastosowanie: Gatunek stali narzędziowej przeznaczony na noże, frezy wiertła, brzeszczoty pił.

c) stal narzędziowa NC6

63 HRC

66 HRC

65 HRC

67 HRC

66 HRC

Zastosowanie: Narzędzia skrawające i tnące, gwintowniki, narzynki, wiertła profilowe, płytki tnące, sprawdziany, małe matryce, rolki kształtowe do obróbki blach

d) żeliwo szare EN-GJL-200

95 HRB

96 HRB

98 HRB

94 HRB

94 HRB

Zastosowanie: Odlewy z żeliwa szarego znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Nasze wyroby można odnaleźć praktycznie na całym świecie. Stanowią one elementy składowe obrabiarek, instalacji ciśnieniowych i próżniowych, armatury chemicznej i wodnej. Wykorzystywane są również w przemyśle okrętowym, maszynach budowlanych i rolniczych, a także jako elementy architektury urbanistycznej.

e) żeliwo szare EN-GJS-350-18

104 HRB

105 HRB

104 HRB

103 HRB

101 HRB

Zastosowanie: Żeliwo drogowe (włazy kanałowe, wpusty ściekowe), osprzęt do armatury wodociągowej oraz gazowej, stopnie kanałowe.

f) stop aluminium PA6

79 HRB

79 HRB

79 HRB

78 HRB

77 HRB

Zastosowanie: Charakteryzuje się dobrymi własnościami wytrzymałościowymi, wysoką wytrzymałością na rozciąganie, bardzo dobrą wytrzymałością zmęczeniową, daje się spawać, stosowany jest do produkcji samolotów, konstrukcji maszyn, sprzętu wojskowego

g) stal konstrukcyjna C45

89 HRB

90 HRB

92 HRB

94 HRB

94 HRB

Zastosowanie: Doskonałe stale konstrukcyjne na osie, wrzeciona, walce, wirniki średnio obciążone i odporniejsze na ścieranie

4. Odchylenie standardowe dla pomiarów twardości oraz wykres.

a) stal narzędziowa MC10 do noża tokarskiego

σ = 1,5

b) stal SW 18

σ = 1,1

c) stal narzędziowa NC6

σ = 1,4

d) żeliwo szare EN-GJL-200

σ = 1,5

e) żeliwo szare EN-GJS-350-18

σ = 1,4

f) stop aluminium PA6

σ = 0,8

g) stal konstrukcyjna C45

σ = 2.0