PAŃSTWOWA WYŻSZA SKOŁA ZAWODOWA

W PILE

Instytut Politechniczny

LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Sprawozdanie

Temat: Pomiar twardości metodą Brinella

Imię i nazwisko: Maciej Nowak

Rok studiów: 2

Specjalność: Budowa i Eksploatacja Maszyn

Piła 2010/2011 r.

1. Opis próby

Twardościomierz Brinella należy ustawić na fundamencie betonowym.

Polega on na wciskaniu wgłębnika pod obciążeniem F, w postaci hartowanej kulki stalowej o średnicy D, w powierzchnię badanego materiału, w czasie T. Średnica odcisku kuli D, jako średnia z kilku pomiarów w kierunkach wzajemnie prostopadłych, służy do obliczenia pola powierzchni czaszy.

Schemat twardościomierza Brinella:

1 - siłomierz manometryczny 6 - śruba ze stolikiem przedmiotowym

2 - zawór przepływowy 7 - koło ręczne

3 - cylinder 8 - tłoczek

4 - wgłębnik 9 - zawór przelewowy

5 - próbka ( przedmiot badany ) 10 - obciążniki

Rys. a. Obciążenie

Rys. b. Odcisk 1. Penetrator (wgłębnik), 2. Siła obciążająca, 3. Próbka, 4. Odcisk

2. Schematy próbek:

Do badania twardości użyłem próbki według schematu

3. Wykonanie pomiaru:

1.Polożyć badaną próbkę na stoliku (6).

2.Przez pokręcenie koła (7) podnieść stolik, tak by lekko docisnąć badaną próbkę do kulki (4).

3.Zamknąć zaworek spustowy (2).

4.Pompować olej dźwignią (11) do przestrzeni roboczej (8) aż do uzyskania wymaganej siły.

5.Odczekać wymagany czas.

6.Odkręcić zawór spustowy (2), opuścić stolik zdjąć próbkę.

7.Wykonać pomiar średnicy wgniecenia przy pomocy lupy z podziałką.

8.Obliczyć ze wzoru lub odczytać twardość z tablic.

4. Obliczenia

Tabela z pomiarów próbek( każda próbka mierzona 5 razy)

Próbka1		Próbka2		Próbka3		Próbka4		Próbka5
d1	d2	d1	d2	d1	d2	d1	d2	d1	d2
4,4	4,3	4,7	4,7	4,5	4,4	4,2	4,1	4,5	4,6
4,3	4,6	4,8	4,8	4,3	4,3	4,1	4,1	4,6	4,6
4,4	4,4	4,6	4,6	4,2	4,3	4,3	4,5	4,6	4,7
4,2	4,3	4,6	4,7	4,2	4,2	4,3	4,1	4,4	4,4
4,3	4,1	4,5	4,5	4,3	4,3	4,1	4,1	4,4	4,5
4,32	4,34	4,64	4,66	4,3	4,3	4,2	4,18	4,5	4,56

1. Obliczam średnią średnicę odcisku korzystając ze wzoru:

Próbka1

Próbka2

Próbka3

Próbka4

Próbka5

2. Obliczam Twardość Brinella korzystając ze wzoru:

5. Analiza wyników

Dokonując szeregu prób twardości danego metalu za pomocą kulki o stałej średnicy, np.10mm, przy tych samych obciążeniach otrzymaliśmy różne wyniki twardości. Przyczyną jest to, iż pomiar wykonywaliśmy jedną kulką, a także brak mikroskopu do pomiaru średnicy odcisku. Dla tego samego materiału otrzymamy tę samą twardość dla dowolnej średnicy kulki D, jeżeli głębokość wcisku określona kątem wgniatania będzie ta sama.

6. Wnioski

Pomiar twardości, oprócz samego określenia twardości, a więc jednej z cech materiału, pozwala na wyciągniecie wielu wniosków o badanym materiale. Między innymi pozwala na ocenę struktury materiału, jednorodności, obrabialności, jak również umożliwia kontrolę jakości obróbki cieplnej. Z pomiarów twardości można określić w przybliżeniu kierunek anizotropii, stopień zgniotu, zawartość węgla (bardzo orientacyjnie), głębokość warstwy nawęglonej. Badania twardości pozwalają ocenić przede wszystkim własności warstw powierzchniowych badanego materiału, dlatego też bardzo ważną rzeczą jest przy próbie twardości zwracanie uwagi na stan powierzchni. Powierzchnia materiału przygotowana do próby twardości nie może posiadać: zgorzelin, warstw odwęglonych i tym podobnych wad. Równocześnie należy pamiętać o przepisach BHP, w myśl, których przedmiot należy tak ustawić i zamocować, aby nie zaistniało niebezpieczeństwo dla obsługującego twardościomierz. Grubość przedmiotu powinna być kilkakrotnie większa od głębokości odcisku, aby uniknąć wpływu właściwości podłoża, na którym umieszcza się przedmiot podczas wykonywania pomiaru. Metodę tą stosuje się głównie przy odbiorze materiałów hutniczych, a nie nadaje się do małych przedmiotów hartowanych. Myślę że stal z jaką mieliśmy do czynienia jest stalą konstrukcyjną wyższej jakości

---