| Laboratorium wytrzymałości materiałów |
|---|
Wydział : Fizyka Techniczna Rok: II Kierunek : Edukacja Techniczno-Informatyczna Skład grupy: Luiza Stysiak Hania Iłowska Radosław Wolicki Albert Szymczak |
Data wykonania ćwiczenia: 18.01.2012 |
I Pomiar twardości sposobem Brinella
Sprawozdanie powinno zawierać:
Omówienie sposobu doboru średnicy kulki i obciążenia.
Dokładność pomiaru twardości jest tym większa im większą kulkę zastosowano w próbie. Z tego powodu zaleca się stosowanie kulki o średnicy 10 mm. Jeżeli wymiary próbki nie pozwalają na to, należy stosować kulkę o mniejszej średnicy, lecz o największej dopuszczalnej. Małych kulek nie należy stosować do badania twardości materiałów kruchych ponieważ przy dużych i głębokich odciskach pojawiają się drobne pęknięcia, które mogą doprowadzić do uszkodzenia przedmiotu. W tym przypadku wskazane jest stosowanie mniejszych kulek, mimo mniejszej dokładności pomiaru. Wielkość siły obciążającej F w zależności od średnicy D kulki została ujęta w normie PN/H-04350.
Wzór wiążący twardość Brinella ze średnicą kulki.
Typ twardościomierza : Twardościomierz Typu B2
Temperatura otoczenia [°C] : 22,1
Średnica kulki [mm] : 5
Siła obciążająca [ N ] : 7355
Czas działania obciążenia [ s ] : 15
| Pomiar | 1 | 2 |
|---|---|---|
| Średnica 1 | d1 | mm |
| Średnica 2 | d2 | mm |
| Średnica odcisku | d | mm |
| Twardość Brinella | HBW. . . . . . . | 179,7 |
| Śrdednia twardość Brinella | HBW. . . . . . . | 180 |
| Współczynnik K | K= 30 |
II Pomiar twardości sposobem Vickersa
Opis badanej próbki.
Próbka użyta do próby badania twardości sposobem Vickersa była płaska. Próbka była w kształcie prostopadłościanu. Protokół pomiaru twardości sposobem Vickersa wg PN-EN ISO 6507-1:1999
Typ twardościomierza : Twardościomierz Vickersa HPO 250
Temperatura otoczenia [ °C] : 22,1
Siła obciążająca [ N ] : 294
Czas działania obciążenia [ s ] : 15
| Pomiar | 1 | 2 |
|---|---|---|
| Przekątna 1 | d1 | mm |
| Przekątna 2 | d2 | mm |
| Średnia przekątna odcisku | d | mm |
| Twardość Vickersa | HV 30 | 413 |
| Średnia twardość Vickersa | HV 30 | 412 |
III Pomiar twardości sposobem Poldi
Opis badanej próbki.
Próbką był stalowy krążek, w kształcie walca.
Typ twardościomierza : Twardościomierz Młotek Poldi
Twardość pręta wzorcowego [ HB ] : 157
Temperatura otoczenia [ °C] : 22,1
| Pomiar | 1 | 2 |
|---|---|---|
| Średnica 1 na próbce | d1 | mm |
| Średnica 2 na próbce | d2 | mm |
| Średnia średnica odcisku na próbce | d | mm |
| Średnica 1 na pręcie wzorcowym | dw1 | mm |
| Średnica 2 na pręcie wzorcowym | dw2 | mm |
| Średnia średnica odcisku na pręcie | dw | mm |
| Współczynnik | k | |
| Twardość | HB |
171 |
| Średnia twardość | HB | 178 |
IV Wnioski:
W naszym doświadczeniu twardość stalowego krążka określana metodą Brinella wyniosła 180 HBW30. Jednakże wynik ten może być zaburzony gdyż w tej metodzie duży wpływ na wartość twardości materiału badanego ma przyjęte obciążenie które wgniata w powierzchnię badanego materiału stalową kulkę, która w naszym wypadku była kulką stalową o średnicy D = 5 mm. Wzór stosowany w metodzie:
W metodzie Vickersa określania twardości następuje z dużą dokładnością. W naszym przypadku różnica wyniosłą jedynie 1 jednostkę HV, co jest minimalną różnicą. W metodzie Vickersa następuje minimalne zniszczenie badanej powierzchni. Wynik pomiaru w odróżnieniu do pozostałych metod wykonywanych w doświadczeniu jest niezależny od przyjętego obciążenia co powoduje, iż wartość twardości materiału nie jest oszukana o przyłożoną siłę F [N].W naszym doświadczeni korzystaliśmy ze wzoru:
HV ≈ 0,1891$\bullet \frac{F}{d^{2}}$; gdzie
F - wartość siły wyrażonej w niutonach [N]
d- średnia długość przekątnej [mm]
W metodzie Poldi do określeni twardości badanego materiału używa sie następującego wzoru HB= k* HBw gdzie H jest twardością pręta wzorcowego a k współczynnikiem zależnym od średnic d i dw. Wzór na k wyraża się:
$$\mathbf{k} = \frac{D - \sqrt{D^{2} - {d_{w}}^{2}}}{D - \sqrt{D^{2} - d^{2}}}$$