Technologia materiałów

Inżynierskich

Lab.4 Badanie twardości metali

Pomiary twardości należą do grupy podstawowych metod badań właściwości mechanicznych metali i innych materiałów inżynierskich. Na podstawie wyników pomiarów twardości można wyciągnąć wiele wniosków o badanym materiale, np. skontrolować jakość obróbki cieplnej materiału, ocenić strukturę materiału, jego jednorodność czy też obrabialność za pomocą określonej technologii.

Odkształcenie materiału przy oznaczaniu twardości może być określone różnymi sposobami i w rozmaitych warunkach. Wobec tego twardość materiałów oznacza się za pomocą wielu metod. Ogólnym warunkiem każdej metody oznaczania twardości materiałów jest wywołanie skupionego nacisku na badaną powierzchnię. Nacisk ten wywołuje się penetratorem o określonych wymiarach i kształcie, nieulegającym zmianom wraz ze wzrostem obciążenia. Penetrator powinien być znacznie twardszy od badanego materiału.

Metoda Brinella- pomiar twardości tą metodą polega na wgniataniu pod obciążeniem F, przez określony czas, kulki o średnicy D z węglików spiekanych, w płaską dostatecznie gładką powierzchnię, oraz na zmierzeniu średnicy odcisku kulki d pozostałego na powierzchni badanego przedmiotu. Twardość według Brinella jest to iloraz siły F obciążającej kulkę i powierzchni bocznej odcisku S, która ma kształt czaszy kulistej: HBW=F/S

Metoda Rockwella-Pomiar twardości metodą Rokwella polega na dwustopniowym wciskaniu (przy określonych warunkach) w badaną próbkę wgłębnika w kształcie kulki stalowej (skala B, E,F,G,H i K) lub stożka diamentowego o kącie rozwarcia 120 stopni (skala D, C, A). Miarą twardości w metodzie Rockwella jest różnica pomiędzy stałą wartością K a głębokością odcisku h: HR = K – h

Metoda Vickersa-polega na wciskaniu w badany materiał regularnego czworokątnego ostrosłupa diamentowego o kącie dwuściennym przy wierzchołku a=136. Wierzchołek ostrosłupa powinien być ostry, dobrze wypolerowany, bez rys. Twardość Vickersa określa się stosunkiem siły nacisku F do pola powierzchni bocznej odcisku S: HV=F/S

OBLICZENIA:

Metoda Brinella: HBW odczytane z tabeli=188

DANE:

F=1840N D=2,5mm d_śr=1,097

HBW=0,102*$\frac{2F}{\text{πD}(D - \sqrt{D^{2} - d^{2})}}\ $=0,102*$\frac{2*1840}{\pi 2,5(2,5 - \sqrt{{2,5}^{2} - {1,097}^{2})}} = 188,62$

Metoda Rockwella: HRC odczytane z przyrządu pomiarowego =54

F=4