Radosław Gargul
MiBM,
Grupa A

TEMAT: POMIAR TWARDOŚCI METODĄ BRINELLA.

1. CEL ĆWICZENIA:

Zapoznanie się z budową i działaniem przyrządów do badania twardości metodą Brinella, obserwacja pomiaru, próba samodzielnego dokonania pomiaru.

2. ZASTOSOWANE MATERIAŁY I URZĄDZENIA:

- twardościomierz Brinella,

- kulka z węglika spiekanego o średnicy 10 mm,

- lupa pomiarowa (dokładność 1/20 [mm]),

- próbki z blach skrawanych (cienka o grubości 19 mm wycięta z blachy 40mm oraz gruba o grubości 20 mm wycięta z blachy 60 mm)

- krążek ze stali 15,
- suwmiarka

- wypis z normy PN-EN ISO 6506-1

3. CZĘŚĆ TEORETYCZNA:

Schemat urządzenia:

1 - dźwignia, 2 - obciążniki, 3 - wgłębnik, 4 - próbka, 5 - stolik przedmiotowy, 6 - śruba podnośna, 7 – zębatka (mechanizm podnoszenia dźwigni), 8 - kółko podnoszenia, 9 - czujnik, 10 - zwalniacz, 11 - przegub, 12 - tłumik olejowy.

Idea i zasada działania:

Przygotowaną wcześniej próbkę (odpowiednio gładka, równa powierzchnia bez żadnych zanieczyszczeń) kładziemy na stołek przedmiotowy i płynnym ruchem przysuwamy do wgłębnika. Następnie zamykamy zawór i równomiernie dociskając dźwignię zwiększamy ciśnienie aż do osiągnięcia optymalnej siły. Po osiągnięciu danej wartości czekamy od 10 do 15 sekund (± 2s), potem powoli odkręcamy zawór, aby wytworzone ciśnienie powoli spadało. Gdy wartość siły wynosi 0 odkręcamy śrubę i wyciągamy badaną próbkę po czym mierzymy lupą pomiarową głębokość wytworzonego wpustu.
Pomiaru dokonuje się w temperaturze otoczenia od 10 do 35 stopni Celsjusza. Grubość próbki do badań powinna być co najmniej 8 razy większa niż głębokość odcisku. Siła obciążająca musi mieć taką wartość, aby średnica odcisku "d" mieściła się między 0,24D a 0,6D, gdzie D to średnica kulki.

Wzory:

$h = \frac{D}{2}(1 - \sqrt{1 - \frac{d^{2}}{D^{2}}}$) ;

$\text{HBW} = 0,102\frac{2F}{\pi D^{2}(1 - \sqrt{1 - \frac{d^{2}}{D^{2}}})}$ ;

$d = \frac{d_{1} + d_{2}}{2}$ ;

d - średnia średnica odcisku [mm],

D- średnica kulki [mm],

F - siła obciążająca [N],

h - głębokość odcisku [mm],

HBW - twardość Brinella,

0,102 - stała ( 1/9,80665 , gdzie 9,80665 stanowi przelicznik z [kG] na [N]).

Średnice kulek według normy PN-EN ISO 6506-1:

Stosuje się kulki o średnicy 10, 5, 2,5 oraz 1 [mm]. Średnica kulki zależy od symbolu twardości. Dla każdej średnicy i każdego symbolu twardości zmienia się siła obciążająca.

4. PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Wyniki średnic d₁ i d₂ z protokołu. Obliczamy wartość d oraz twardość HBW przyjmując, że wartość siły obciążającej F wynosiła 29420 [N], a średnica kulki to 10 [mm].

Obliczenia zapisane na karcie pomiarowej.

5. Wnioski:
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________