AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA w BYDGOSZCZY WYDZIAŁ MECHAMICZNY Katedra Materiałoznawstwa i Technologi Metali |
|
|---|---|
| LABORATORIUM : Mateiałoznastwa | |
Ćwiczenie nr Temat: Badanie twardości metodą Rockwela i Vickersa |
|
Imię nazwisko Studium dzienne inż. Semestr II Grupa I Data |
Ocena |
Próby twardości (makrotwardości) należą do najczęściej wykonywanych ze względu na szybkość, łatwość i dokładność wykonania 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. Zależne od wielkości obciążenia, materiału i kształtu wgłębnika oraz wymiary odcisku wyróżnia się sposoby pomiaru Brinella, Rockwella i Vikersa.
1. Metoda Rockwella.
Twardość metodą Rockwella określa się na podstawie głębokości odcisku powstałego w materiale w wyniku wciskania diamentowego stożka o kącie 120o lub kulki stalowej hartowanej o średnicy 1,5875mm. Obciążenie dwustopniowe wgłębnika stosuje się w celu zmniejszania błędów pomiaru.
Zasadę pomiaru twardości metodą Rockwella wyjaśnia rys. 1. W położeniu pierwszym wgłebnik obciążony jest obciążenie wstępnym Fo=98 N wgłębia się na głębokość ho (rys. 1.a), a w położeniu na rys. 1.b wgłebnik, obciążony obciążeniem wstępnym Fo i głównym F1 wgłębia się na głębokość h. W położeniu trzecim (rys. 1.c) po usunięciu obciążenia głównego F1, wgłębnik podnosi się (zostają usunięte sprężyste odkształcenia materiału) i w tym położeniu odczytuje się wskazania czujnika, który określa odkształcenia trwałe e’ mm wywołane obciążeniem wstępnym Fo.
Bezpośrednie wskazania czujnika nie mogą być miarą twardości, gdyż twardszym materiałom odpowiadałyby mniejsze twardości. Z tego powodu twardości wg Rockwella oznacza się jako różnicę między stałą wartością K a wartością trwałego przyrostu głebokości odcisku wyrażoną w jednostkach równych 0,002 mm e=e’/0,002.
Do pomiaru za pomocą stożka używa się skali C i A o 100 działkach, a twardość mierzoną wg tych skal oznacza się symbolami HRC i HRA.
Do pomiaru za pomocą kulki używa się skal B i F o działkach, a twardość mierzoną wg nich oznacza się symbolami HRB i HRF.
Przy pomiarze stożkiem twardość Rockwella w skalach C i A wynosi
HRC=100-e a przy pomiarze kulką w skalach B i F
HRB=130-e
2. Metoda Vickersa
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,
- kąt wierzchołkowy między przeciwległymi powierzchniami pobocznicy odcisku ( odpowiadającymi kątowi między przeciwległymi ściankami diamentowego ostrosłupa.
Znając F i d twardość Vickersa można bezpośrednio odczytać z tablic stanowiących wyposażenie przyrządu.
Wnioski
Stal 50 HSA ulepszana cieplnie ma największą twardość z badanych próbek , najmniejszą twardość ma stal 45.
W drugiej turze badań twardości uzyskaliśmy wyniki wskazujące że cementyt jest najtwardszy a ferryt ma najmniejszą twardość.