CCF20091007005

rozciąganie dla stali poprzez zmierzenie jej twardości stosowane jest zwłaszcza wówczas, gdy wykonanie próbek i dokonanie dokładnych badań jest niemożliwe, ponieważ wiązałoby się ze zniszczeniem urządzenia lub wyłączeniem go na pewien czas z eksploatacji. Tak na przykład, przy obliczeniach wytrzymałościowych pracujących zbiorników ciśnieniowych pomiar twardości blachy użytej na wykonanie zbiornika pozwala się zorientować w przybliżeniu o wartości wytrzymałości na rozciąganie materiału, a tym samym na przeprowadzenie obliczeń wytrzymałościowych bez wycinania ze zbiornika próbek i wyłączenia go z eksploatacji.

W przypadku przeprowadzania badań materiałowych twardość jest tą cechą, która przy znanych własnościach plastycznych i wytrzymałościowych materiału ułatwia określenie jego gatunku i rodzaju przeprowadzonej obróbki cieplnej.

W Polsce, w zależności od gatunku i rodzaju materiału, zastosowanej do niego obróbki cieplnej i sposobu pomiaru twardości (pomiary statyczne, dynamiczne), stosowanych jest kilka metod pomiarów. Najbardziej rozpowszechnionymi metodami statycznymi są:

O metoda Brinella (PN-78/H-04350),

& metoda Rockwella (PN-78/H-04355),

—    metoda Vickersa (PN-78/H-04360).

Do najbardziej rozpowszechnionych metod dynamicznych należą:

—    pomiar twardości młotkiem Poldiego (omówiony będzie dokładniej po metodach statycznych),

—    metoda Shore’a (metoda skłeroskopowa) polegająca na pomiarze wysokości odbicia od badanego materiałif swobodnie spadającego z wysokości H = 275 mm — podzielonej na 140 działek — ciężarka stalowego o masie 2,626 g i pomiarze liczby działek, o które odbije się ciężarek; metoda ta stosowana jest w zasadzie do pomiaru twardości gumy.

Przy badaniach twardości przedmiotów o bardzo małych wymiarach, cienkich lub wykonanych z materiałów miękkich itp. stosuje się pomiary przy bardzo małych siłach obciążających wgłębnik lub metody specjalne, nie zawsze objęte Polską Normą. Są to przede wszystkim:

—    metoda Vickersa polegająca na wyznaczaniu twardości ostrosłupem Vickersa pod obciążeniem F ^ 9,8 N (1 kG) (zasady pomiaru reguluje PN-79/H--04361);

—    metoda Rockwella przy zastosowaniu (poza skalą A, B, C i F) skali N (pomiar twardości stożkiem) oraz skali T (pomiar twardości kulką) dla bardzo małych obciążeń wstępnych i głównych (F₀ = 29,42 N; = 117,68 N; 264,78 N; 411,68 N) — zasady pomiaru reguluje tu norma PN-82/H-04362;

—    metoda Knoopa polegająca na wgłębianiu diamentowego ostrosłupa o podstawie rombu i obliczeniu stosunku obciążenia do powierzchni rzutu odcisku;

—    metoda zarysowania polegająca na zrobieniu rysy na polerowanej powierzchni stożkiem diamentowym o kącie wierzchołkowym 90°. Jako miarę

i" >in li im i przyjmuje się w tej metodzie albo obciążenie (wyrażone w mutonnch 11' i hmu li) konieczne do wyżłobienia na powierzchni próbki rysy o szerokości 0,(11 mm, albo odwrotność szerokości rysy (w milimetrach), wykonanej na powierzchni próbki stożkiem pod obciążeniem F = 0.4905 N 150 G).

5.2. CEL ĆWICZENIA

('ciem ćwiczenia jest:

poznanie metod badania twardości metali,

nabycie umiejętności w określaniu twardości metali metodami Brinella, Rockwella i Vickersa,

zapoznanie się z budową twardościomierzy używanych do pomiaru twardości wymienionymi metodami,

zapoznanie się z metodą dynamiczną pomiaru twardości metali za pomocą młotka Poldiego.

•' \ PRÓBA TWARDOŚCI METALI METODĄ BRINELLA

5.3.1. Określenie

I wm doM według Brinella jest to stosunek siły F, działającej prostopadle do 1'udum'i powierzchni i obciążającej stalową kulkę, do pola powierzchni odcisku V inki la kulka zosluwila w badanym materiale (rys. 5.1). Pole powierzchni

Rys, 5.1

"bil' • i', mu i ąc średnicę trwałego odcisku przy założeniu, że ma ona kształt • z>i u i I ull'ile|

Wai lotu twardości oblicza się więc ze wzoru: