AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA W BYDGOSZCZY WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Materiałoznawstwa i Technologii Metali
LABORTORIUM :.....................................................................................................................
Temat: Wyznaczanie twardości metodą Brinella.
Imię i nazwisko:.................................................................................................. Studium.......................... Semestr III Grupa 1 Data:	.............................. Ocena

Skład grupy:

1. Baranowski Zenon

2. Bochocki Tomasz

3. Brzozowski Maciej

4. Frankowski Paweł

5. Gugała Robert

6. Gurgul Tomasz

7. Jagła Tomasz

8. Plec Tadeusz

1. Część teoretyczna

Metoda pomiaru twardości Brinella polega na wciskaniu w określonym czasie w badaną próbkę pod działanie siły obciążającej, przyłożonej prostopadle do jej powierzchni, twardej kulki stalowej lub z węglików spiekanych. Twardość tym sposobem określa się na podstawie średnicy odcisku kulki, zmierzonej po jej odciśnięciu w materiale badanym.
Wartość twardości obliczyć więc można ze wzoru:

Gdzie : P [kG] - siła obciążająca kulkę,

F [mm²]- pole powierzchni czaszy kulistej

D [mm] - średnica kulki

D [mm] - średnica odcisku.

Do badań używa się kulek stalowych obrabianych cieplnie o twardości minimum 850 HV. Przy twardościach powyżej 450 kG/mm² stosuje się kulki z węglików spiekanych.
Przy pomiarze metodą Brinella występują siły powodujące duże odkształcenia materiału wokół odcisku. Grubość próbki powinna być odpowiednia, by po przeciwnej stronie do odcisku nie powstało miejscowe odkształcenie. Skorzystamy ze wzoru g = 10h, gdzie: g - grubość przedmiotu w miejscu pomiaru, h - zagłębienie kulki. Odległość pomiędzy odciskami powinna być 4d, a odległość od krawędzi 2,5d, gdzie d to średnica odcisku. Powierzchnia badana powinna być czysta. Do zmierzenia średnicy odcisku używa się lupy o dokładności 0,05 mm z żarówką oświetlającą skalę. Przyjmuje się wartość średnią z kilku pomiarów.

Aparat Brinella złożony jest z kilku podstawowych elementów:

1. stolik umocowany na śrubie

2. pokrętło

3. zawór spustowy

4. dźwignia pompy

5. manometr do odczytu

6. obciążniki o określonej wadze

Odczytu HB dokonuje się przy użyciu normy: PN - 91/H - 04350

2.Pomiar twardości metodą Brinella:

Dane: Siła obciążająca:

dla stali i żeliwa 29,5 kN

dla mosiądzu i stopu aluminium 9,81 kN

Czas obciążania:

Przyjęty 15s lub 30s.

Współczynnik K:

K = 30 dla stali 15; 45 i żeliwa

K = 15 dla mosiądzu M58 i stopu aluminium PA6

Badane materiały:

1. stal 15

2. stal 45

3. żeliwo sferoidalne ferrytyczne

4. żeliwo szare zwykłe

5. mosiądz M58

6. stop aluminium PA6

L.p.	Badany materiał	Warunki pomiaru		Wartość średnia średnicy odcisku			Twardość HB z tabeli			Średnia arytmetyczna
		P [kN]	T [s]	1	2	3	1	2	3	4
1	Stal 15	29,4	15	5,25	5,05	5,15	128	140	134	134
2	Stal 45	29,4	15	4,65	4,45	4,3	167	183	197	182,4
3	Żeliwo sferoidalne ferrytyczne	29,4	15	4,55	4,5	4,55	174	179	174	175,6
4	Żeliwo szare zwykłe	29,4	15	4,45	4,52	4,42	183	177	185	181,6
5	Mosiądz M58	9,81	30	3,35	3,27	3,47	110	116	102	109,3
6	Stop aluminium PA6	9,81	30	3,23	3,05	3,35	119	134	110	121

3.Wnioski

Dla każdego materiału przeprowadzono po 3 próby, następnie z tablic odczytano wartości HB i przyjęto średnią arytmetyczną. Ćwiczenie to pozwoliło poznać metodę badania twardości Brinella, ale również zapoznało nas z budową twardościomierza.

Po analizie wyników można stwierdzić, że stal 45 ma znacznie wyższą twardość od stali 15, przewyższa także twardością żeliwo sferoidalne ferrytyczne. Dorównuje mu zaś żeliwo szare zwykłe. Mniejszą o około 15% twardość posiada stop aluminium. Mosiądz wypadł najgorzej, jest więc stosunkowo miękkim materiałem spośród tu porównywanych.













---