Uniwersytet Warmińsko – Mazurski

W Olsztynie

I rok, studia stacjonarne

Kierunek: mechatronika

Ćwiczenia Laboratoryjne

Nauka o materiałach

Temat: Badanie właściwości mechanicznych materiałów inżynierskich.

Zakrzewski Cezary, grupa IV (8)

I Cel ćwiczenia:

Poznanie właściwości mechanicznych materiałów inżynierskich, zbadanie ich twardości oraz obsługa twardościomierza.

II Wstęp teoretyczny:

Sprawozdanie należy rozpocząć od przytoczenia pojęcia twardości. Twardość jest miarą odporności materiału przeciw odkształceniom trwałym, powstałym na jego powierzchni, wskutek wciskania w nią drugiego twardszego ciała, zwanego wgłębnikiem . Istnieją trzy metody pomiaru twardości materiału: metoda Brinell’a, metoda Vickers’a oraz metoda Rockwell’a.

Metoda Brinell’a polega na wciśnięciu w przedmiot metalowej kulki o średnicy 2,5mm lub 5mm lub 10mm, z odpowiednią siłą (w przypadku naszego badania wynosiła ona 62,5kg). Następnie należy zmierzyć średnicę otworu, który powstał. Wynik w skali Brinell’a (HB) możemy odczytać z tablic, lub obliczyć ze wzoru: HB=F/A, gdzie F to siła z którą naciskamy na badaną próbkę wyrażona w kg, natomiast A to pole otworu powstałego w próbce wyrażone w mm².

W metodzie Rockwell’a zależnie od wybranej skali (jest ich 15) używa się różnych wgłębników i sił z jakimi napierają one na badany przedmiot. Najpopularniejsza z nich to skala C, w której za wgłębnik służy diamentowy stożek o kącie rozwarcia 120* i zaokrąglonej końcówce o promieniu 0,2mm. Tutaj tak samo jak przypadku metody Brinell’a wynik możemy odczytać z tablic lub obliczyć ze wzoru: HR= k-(h/0,002mm), gdzie k to stała, która dla końcówki diamentowej wynosi h to głębokość odcisku.

III Przebieg ćwiczenia:

Pomiar metodą Brinell’a:

1. Włączamy twardościomierz.

2. Ustawiamy ostrość, aby idealnie widzieć badaną próbkę na ekranie.

3. Dociskamy próbkę do zablokowania.

4. Wciskamy guzik znajdujący się na przedzie twardościomierza.

5. Po ustabilizowaniu dźwigni odliczamy 15s.

6. Popuszczamy dźwignię.

7. Na ekranie ustawiamy dużą kreskę na lewym rancie odcisku (pokrętłem na dole), natomiast drugą dużą kreskę ustawiamy na prawym rancie odcisku (pokrętło z prawej). Odczytujemy wynik: ilość kresek między lewą i prawą stroną (każda kreska to 0,1mm) i z małej skali na środku analogicznie (każda kreska to 0,01mm).

Pomiar metodą Rockwell’a:

1. Ustawiamy próbkę i dociskamy lekko, aż skala na małej kresce pokryje się z „4”.

2. Ustawiamy całą dużą tarczę na pozycji „0”.

3. Wciskamy przycisk i odliczamy 15s.

4. Zwalniamy obciążenie główne.

5. Odczytujemy wynik tylko jeżeli będzie w przedziale między 80.

IV Tabela wyników:

Metoda Brinell’a: (obciążenie=62,5kg)

Numer próbki oraz jej nazwa:	Średnica otworu d [mm]:	Wynik pomiaru twardości [kg/mm^2]:
1. stal kwasoodporna	0,88	155
2. miedź	0,96	83
3. stal martenowska	Za twardy materiał	Za twardy materiał
4. ---	0,77	151

Metoda Rockwell’a: (obciążenie główne=150kg)

Numer i nazwa próbki:	Wynik: [HRC]
1. stal kwasoodporna	Za miękki materiał
2. miedź	55
3. stal martenowska	66
4. ---	Za miękki materiał