Laboratorium Wytrzymałości Materiałów
WMRiP Grupa M5 Rok II Semestr IV Nr podgrupy I Posadzy Piotr Walkowiak Daniel Winiecki Mariusz Wróblewski Adam Wróblewski Paweł	Temat: Pomiar twardości sposobem Brinella, Vickersa i Poldi
Data wykonania ćwiczenia: 1998-03-19	Data oddania sprawozdania: 1998-03-26	Ocena:

Pomiar twardości sposobem Brinella

1. Informacje o twardościomierzu i penetratorze:

Penetratorem była kulka stalowa o średnicy 5 mm. Przyłożona siła F = 7355N. Czas obciążenia 15s.

2. Omówienie sposobu doboru 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. A 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 niejednorodnych (porowatych, gruboziarnistych) ze względu na duży rozrzut wyników. Stosowanie dużych kulek nie jest wskazane do prób 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.

3. Wyniki pomiarów:

Materiał	Nr pomiaru	Siła obciążająca F	Średnica kulki D	Średnica odcisku d	HB
		[N]	[mm]	[mm]
	1. 2. 3.	7355 7355 7355	5 5 5	2,27 2,26 2,95	177 177 100

Wartość twardości obliczono ze wzoru:

Przykładowe obliczenie:

gdzie:

D [mm] - średnica kulki

d [mm] - średnica wartość średnicy odcisku

F [N] - siła obciążająca

Trzeci pomiar twardości odrzucamy ze względu na to, że różnica pomiędzy zmierzonymi średnicami była większa niż dopuszczalne 2%. Wobec czego średnia wartość twardości wynosi 177 HB.

Pomiar twardości sposobem Vickersa

1. Opis pomiaru

Do pomiaru użyto uniwersalnego twardościomierza typu HPO-250. Penetratorem był diamentowy ostrosłup czworokątny foremny o kącie wierzchołkowym 136^O. W próbie zastosowano obciążenie F = 294 N. Czas obciążenia 15s.

2. Wyniki pomiarów:

Materiał	Pomiar	Obciążenie [N]		Przekątne odcisków			Twardość HV
							d1 [mm]	d2 [mm]	d [mm]		średnia
	1. 2. 3.	294 294 294	0,328 0,335 0,339		0,348 0,332 0,333	0,334 0,338 0,336	501 487 492	493

Twardość Vickersa obliczono ze wzoru:

Przykładowe obliczenie:

Pomiar twardości sposobem Poldi

1. Opis stosowanej metody:

Celem dokonania pomiaru twardościomierz przykłada się prostopadle do powierzchni badanej i następnie uderz się jednorazowo młotkiem o masie około 0,5 kg w sworzeń przyrządu Poldiego. W wyniku otrzymuje się jednocześnie dwa odciski. Oznaczając średnicę odcisku na powierzchni badanej przez d, a na powierzchni pręta wzorcowego przez d_w, można otrzymać twardość przedmiotu HB i wzorca HB_w. Metoda Poldi, mimo prób zwiększania jej dokładności, jest mało dokładna i nie zapewnia wiarygodnych wyników. Dokładność pomiaru twardości przy pomocy młotka Poldi zależna jest od różnicy twardości pręta wzorcowego i materiału badanego. Im większa jest różnica między tymi twardościomierzami, tym większa jest dokładność pomiaru. Metodę Poldiego stosuje się głównie w orientacyjnych warsztatowych pomiarach twardości. Zaletą tej próby jest tani sprzęt i prostota jej wykonania. Podstawową wadą zaś mała dokładność i brak podstaw do porównań z próbami statycznymi.

2. Wyniki pomiarów:

Materiał	Pomiar	Twardość pręta wzorcowego HBw	Przekątne odcisków		Współczynnik K	Twardość HB=kHB
								d [mm]	dw [mm]
	1. 2. 3.	125 125 125	0,29 0,27 0,31	0,37 0,35 0,39	1,58 1,68 1,58	198 210 198

Współczynnik K obliczono ze wzoru:

Przykładowe obliczenie:

Twardość Poldiego wyznaczono ze wzoru:

Przykładowe obliczenie:

Wnioski:

W tabeli wyniki twardości zbadane według sposobów Brinella, Vickersa i Poldiego zgodnie z warunkami próby zostały zaokrąglone i podane z dokładnością do 1 jednostki. Z porównania z tablicami według PN76/H04357 wynika, że zbadana twardość 177 HB odpowiada 186 HV5 w skali Vickersa, 54 HRA oraz 87 HRB. Otrzymana w próbie wartość 493 HV odpowiada 460 HBW, 74,9 HRA, 48,4 HRC oraz 61,6 HRD. Nie ma natomiast podstaw do porównywania twardości otrzymanej metodą Poldiego z innymi sposobami, ponieważ jest to metoda warsztatowa.

---