Polad sərtliyinin ölçü vahidləri. Metalın sərtliyini təyin etmək üsulları

Sərtliyin ölçülməsi üsulları

Metalların və ərintilərin keyfiyyətini, onların müxtəlif dizaynlarda və müxtəlif iş şəraitində istifadə imkanlarını müəyyən edən ən ümumi xüsusiyyətlərdən biri sərtlikdir. Sərtlik testləri metalların digər mexaniki xüsusiyyətlərini təyin etməkdən daha tez-tez aparılır: möhkəmlik, nisbi uzanma və s.

Bir materialın sərtliyi, başqa bir bərk maddənin səth təbəqəsinə mexaniki nüfuz etməyə müqavimət göstərmək qabiliyyətidir. Sərtliyi müəyyən etmək üçün müəyyən bir qüvvə ilə materialın səthinə polad top, almaz konusu, piramida və ya iynə şəklində hazırlanmış bir gövdə (indenter) sıxılır. Səthdə əldə edilən izin ölçüsü materialın sərtliyini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Beləliklə, sərtlik materialın daha sərt bir cisim, bir girinti yeri daxil edildiyi zaman meydana gələn yerli plastik deformasiyaya qarşı müqaviməti kimi başa düşülür. Materialın sərtliyini ölçmə üsulundan asılı olaraq, kəmiyyətcə Brinell (HB), Rockwell (HRC) və ya Vickers (HV) sərtlik nömrələri ilə xarakterizə olunur.

Ucun təsirinin təbiətində fərqlənən sərtliyi ölçməyin bir neçə yolu var. Sərtlik girinti yerinin girintisi (girinti üsulu), zərbə və ya top ucunun geri sıçraması ilə ölçülə bilər. Cızılma ilə müəyyən edilən sərtlik, qırılmaya qarşı müqaviməti, geri dönmə ilə - elastik xüsusiyyətləri, girinti ilə - plastik deformasiyaya qarşı müqaviməti xarakterizə edir. Perspektivli və yüksək dəqiqlikli bir üsul, qüvvələrin eyni vaxtda qeydiyyatı ilə bir girinti yerinin tətbiqi zamanı baş verən yerdəyişmə diaqramının qeyd edildiyi davamlı girinti üsuludur. Yükün girintiyə tətbiqi sürətindən asılı olaraq, sərtlik statik (yük rəvan tətbiq olunur) və dinamik (yük zərbə ilə tətbiq olunur) arasında fərqlənir.

Cədvəl 1 - Sərtliyin ölçülməsi üçün müxtəlif üsulların xüsusiyyətləri

Ölçmə üsulu

Indenter forması

Yük F, H

Səthin icazə verilən pürüzlülüyü Ra

Brinell

çap diametrinə görə

polad top

statik

Rockwell

girinti dərinliyi ilə

almaz konus və ya polad top

statik

Super Rockwell

girinti dərinliyi ilə

almaz konus və ya polad top

statik

Vickers

girinti dərinliyi və ya çapın diaqonalı ilə

müntəzəm tetraedral piramida şəklində almaz ucu

statik

çap diametrinə görə

qalib konus

statik

Şora (Monotron)

müəyyən edilmiş girinti dərinliyinə uyğun olaraq

almaz və ya polad uc

statik

Martens

cızıq eni boyunca

almaz konusu və ya piramida

dinamik a

Sərtlik testlərinin geniş tətbiqi onların digər sınaq növləri ilə müqayisədə bir sıra üstünlükləri ilə izah olunur:

Xüsusi nümunə tələb etməyən və birbaşa sınaqdan keçirilmiş hissələrdə həyata keçirilə bilən ölçmələrin sadəliyi;

Yüksək performans;

Sərtliyin ölçülməsi adətən hissənin məhv edilməsinə səbəb olmur və ölçüldükdən sonra təyinatı üzrə istifadə edilə bilər;

Metalın digər xüsusiyyətlərini sərtliyə görə təxmini qiymətləndirmək qabiliyyəti (məsələn, dartılma gücü).

Ən çox istifadə edilən top, konus və piramida şəklində olan bir intenterin sınaqdan keçirilmiş metalına girinti yolu ilə sərtliyin ölçülməsidir (müvafiq olaraq Brinell (şəkil 1, a)), Rokvell (şəkil 1). 1, b)) və Vickers (Şəkil 1, c))) . Kifayət qədər böyük bir yüklə girinti nəticəsində, ucun altında və yaxınlığında yerləşən metalın səth təbəqələri plastik deformasiyaya uğrayır. Yükü götürdükdən sonra bir iz qalır. Ucun metal səthə nüfuz etmə miqdarı nə qədər kiçik olarsa, sınaqdan keçirilən material bir o qədər çətindir.

Şəkil 1 - Sərtlik sınaqlarının sxemləri: a - Brinell-ə ​​görə; b - Rokvelə görə; c - Vickersə görə.

Klassik sərtliyin ölçülməsi üsulları

BRINEL SƏRTLİYİNİN ÖLÇÜLMƏSİ

Şəkil 2 - Brinell sərtliyi üçün sınaqların sxemi

Brinell metoduna (GOST 9012-59) uyğun olaraq sərtlik müəyyən bir müddət ərzində müəyyən bir yük P-nin təsiri altında müəyyən bir D diametrli bir polad topun sınaq nümunəsinə basılması ilə ölçülür (Şəkil 2). Nümunənin səthində topun girintisi nəticəsində bir iz (deşik) əldə edilir.

Brinell sərtlik nömrəsi, HB (sertliyi 450 vahiddən çox olmayan metallar üçün polad top istifadə edildikdə) və ya HBW ilə işarələnir

(bir top istifadə edərkən sərt ərinti sərtliyi 650 vahiddən çox olmayan metallar üçün), yükün P-nin sferik iz F səthinin sahəsinə nisbətidir və kqf / mm2 və ya MPa ilə ölçülür:

Sferik seqmentin sahəsi:

burada D topun diametri, (mm);

h - çap dərinliyi, (mm).

Çapın dərinliyini ölçmək çətin olduğundan, lakin d çapının diametrini ölçmək daha asandır, h-ni topun diametri D və çap d ilə ifadə edin:

Brinell sərtlik nömrəsi düsturla müəyyən edilir:

Təcrübədə, sərtliyi təyin edərkən, (5) düsturundan istifadə edərək hesablamalar aparmırlar, lakin müəyyən edilmiş top diametrləri, çapları və yükləri üçün tərtib edilmiş cədvəllərdən istifadə edirlər. 1,2 diametrli toplar istifadə olunur; 2.5; 5; 10 mm. Topun diametri və yükü nümunənin qalınlığına və sərtliyinə görə seçilir. Eyni zamanda, müxtəlif diametrli toplarla sınaqdan keçirildikdə bir materialın eyni sərtlik nömrələrini əldə etmək üçün yaranan girinti diametrləri arasında oxşarlıq qanununa riayət etmək lazımdır. Buna görə də, sərtlik P yükü ilə topun diametri D2 kvadratının sabit nisbətində ölçülür. Müxtəlif sərtlikdəki metallar üçün bu nisbət fərqli olmalıdır.

Standart testdə ölçülən Brinell sərtlik nömrəsi (D = 10 mm, P = 3000 kqf) belə yazılır: HB 350. Əgər sınaqlar başqa şərtlər altında aparılıbsa, o zaman rekord olacaq. növbəti görünüş: HB 5/250/30-200 və ya 200 HB 5/250/30, bu o deməkdir ki, 200 sərtlik nömrəsi 5 mm diametrli bir top ilə 250 kqf yük altında və 30 yük müddəti ilə sınaqdan keçirildikdə əldə edilmişdir. s. Volfram karbid topu ilə sərtliyi yoxlayarkən, göstərilən göstəriciləri qoruyarkən HB təyinatı W hərfi ilə tamamlanır.

Brinell metodundan istifadə edərək sərtliyi ölçərkən aşağıdakı şərtlər yerinə yetirilməlidir:

HB 450/650 kqf/mm2-dən yüksək sərtliyə malik nümunələr sınaqdan keçirilməməlidir;

Nümunənin səthi düz olmalı, miqyasdan və digər yad cisimlərdən təmizlənməlidir;

Çap diametrləri 0,2D daxilində olmalıdır

Nümunələr qalınlığında girintilərin ən azı 10 qat dərinliyindən (və ya muncuq diametrindən az) olmalıdır;

Bitişik çapların mərkəzləri və çapın mərkəzi ilə nümunənin kənarı arasındakı məsafə ən azı 4d olmalıdır;

Yük altında məruz qalma müddəti qara metallar üçün 10 ilə 15 s arasında, əlvan metallar və ərintilər üçün - materialdan və onun sərtliyindən asılı olaraq 10 ilə 180 s arasında olmalıdır.

İzin diametri bir istinad mikroskopundan (Brinell böyüdücü) istifadə edərək ölçülür, onun göz qapağında millimetrin onda bir hissəsinə uyğun bölmələri olan miqyas var. Ölçmə iki qarşılıqlı perpendikulyar istiqamətdə 0,05 mm dəqiqliklə aparılır; sərtliyi müəyyən etmək üçün alınan dəyərlərin ortasını götürmək lazımdır.

ROCKWELL SƏRTLİYİNİN ÖLÇÜLMƏSİ

Rokvell sərtliyi - bu yükü götürdükdən sonra, lakin əvvəlcədən yüklənmə Fo saxlayarkən, indeterin şərti maksimum nüfuz dərinliyi ilə F1 əsas yükünün təsiri altında onun nüfuzunun qalıq dərinliyi arasındakı fərqlə müəyyən edilən sərtlik. Bu üsulda indenter almaz konus və ya bərkimiş polad topdur. Brinell üsulu ilə ölçmələrdən fərqli olaraq, sərtlik onun sahəsi ilə deyil, girinti dərinliyi ilə müəyyən edilir. Girişin dərinliyi girinti prosesinin özü zamanı ölçülür ki, bu da testi xeyli asanlaşdırır. Yük ardıcıl olaraq iki mərhələdə tətbiq olunur (GOST 9013-59): birincisi, ilkin, adətən 10 kq-a bərabərdir (elastik deformasiyanın təsirini və müxtəlif pürüzlülük dərəcəsini aradan qaldırmaq üçün), sonra isə əsas (Şəkil 1, b. )).

Əvvəlcədən yükləmə tətbiq edildikdən sonra, girinti dərinliyini ölçən göstərici sıfıra təyin olunur. Son yükün tətbiqi ilə təəssürat əldə edildikdə, əsas yük çıxarılır və h ucunun qalıq nüfuz dərinliyi ölçülür.

Rockwell sərtlik test cihazı əsas və əvvəlcədən yükləmənin təsiri altında ucun girintisindən əldə edilən təəssüratların dərinliyi arasındakı fərqi ölçür. Göstəricinin hər bir təzyiqi (miqyas vahidi) 2 µm girinti dərinliyinə uyğundur. Bununla belə, şərti Rockwell sərtlik nömrəsi (HR) müəyyən edilmiş girinti dərinliyi h deyil, konus ilə ölçüldükdə qara şkala üzrə 100 - h dəyəri və topla ölçüldükdə qırmızı şkala üzrə 130 - h dəyəridir. . Rokvell sərtlik nömrələri Brinell sərtlik nömrələrindəki ölçü və fiziki mənaya malik deyildir, lakin siz onlar arasındakı əlaqəni xüsusi cədvəllərdən istifadə edərək tapa bilərsiniz.

HRA, HRC, HRD - Rokvellin sərtliyi nümunənin səthinə almaz konus daxil edildikdə ölçülür.

HRB, HRE, HRF, HRG, HRH, HRK - Polad sferik uc nümunə səthinə daxil edildikdə ölçülür.

Metalların sərtliyinin ölçülməsi üsulları.Ən çox istifadə edilən metal sınaq növlərindən biri sərtliyin təyin edilməsidir. Metalın sərtliyini birbaşa və dolayı üsullarla təyin etmək olar.

Sərtliyin birbaşa yoxlanılması üsulları nümunəyə müxtəlif formalı (top, konus, piramida) xüsusi sərt ucun (bərkləşdirilmiş poladdan, almazdan və ya sərt ərintidən hazırlanmış) basılmasından ibarətdir. Yükü götürdükdən sonra, dəyəri nümunənin sərtliyini xarakterizə edən bir iz qalır.

Dolayı üsullarla metalın xassələri onun sərtliyinə mütənasib olaraq qiymətləndirilir.

Sərtlik testləri statik və ya dinamik ola bilər. Birinci növə girinti üsulu ilə, ikincisi - zərbə girinti üsulu ilə testlər daxildir.

Yükün tətbiqi xarakteri və üsulundan asılı olaraq, sərtlik dolayı yolla metalların müxtəlif mexaniki xüsusiyyətlərini xarakterizə edir. Ucu nümunəyə sıxılırsa, sərtlik plastik deformasiyaya qarşı müqaviməti xarakterizə edir. Ucu cızırsa

nümunə, sonra sərtlik qırılma müqavimətini xarakterizə edir. Ucun geri dönməsi ilə müəyyən edilən sərtlik nümunə metalın elastik xüsusiyyətlərini xarakterizə edir.

Metalın sərtliyinin dəyərinə görə, onun xüsusiyyətlərinin səviyyəsi haqqında fikir əldə edə bilərsiniz. Məsələn, ucun girintisi ilə müəyyən edilən sərtlik nə qədər yüksəkdirsə, metalın çevikliyi bir o qədər aşağı olur və əksinə.

Sərtliyin ölçülməsi üsulu metalın mexaniki sınaqlarının digər üsulları ilə müqayisədə bir sıra üstünlüklərə malikdir: texnologiyanın sadəliyi və sınaq sürəti, formanın sadəliyi və nümunələrin kiçik ölçüsü, onu məhv etmədən məhsulun üzərində birbaşa sınaqdan keçirmək imkanı.

Sərtlik xüsusi cihazlarda - sərtlik test cihazlarında müəyyən edilir.

Sərtlik ölçənlər stasionar və portativdir. Bütün sərtlik test üsulları üçün sərtlik test cihazlarının əsas cihazı eynidir.

Sərtlik ölçən cihazların əsas vahidləri yataq, iş masası, ucluq (mandreldən və girintidən ibarət bölmə), yükləmə cihazı və deformasiyanın miqdarını ölçmək üçün cihazdır.

Sınaqların ümumi sxemi aşağıdakı kimidir: bir hissə və ya nümunə işçi stolun üzərinə qoyulur, yükləmə qurğusundan istifadə edərək nümunəyə bir intenter sıxılır və yük çıxarıldıqdan sonra sərtlik müəyyən edilir.

Sınaq məqsədindən asılı olaraq sınaqdan keçirilən metalın xassələri, nümunənin ölçüsü, intenterin forması, ölçüsü və materialı, yükün tətbiqinin böyüklüyü və müddəti seçilir.

Çox vaxt sərtlik aşağıdakı üsullarla müəyyən edilir: Brinell sərtliyinin ölçülməsi - GOST 9012 - 59-a uyğun olaraq; Rockwell sərtliyinin ölçülməsi - GOST 9013 - 54 uyğun olaraq; Vickers sərtliyinin ölçülməsi - GOST 2999 - 75 uyğun olaraq; zərbə izi üsulu ilə sərtliyin dəyişməsi - GOST 18661 - 73 uyğun olaraq; almaz uclarının girintisi ilə mikrosərtliyin ölçülməsi - GOST 9450 - 76 uyğun olaraq.

Nümunə hazırlamaq və sınaqdan keçirmək üçün ümumi tələblər var:

1. Nümunələrin istehsalı və səthin hazırlanması qızdırılma və ya işin sərtləşməsi nəticəsində metalın xassələrində dəyişiklikləri istisna edən üsullarla həyata keçirilməlidir.

2. Nümunənin səthi təmiz, oksid plyonkalarından, pas və ya miqyaslı izlərdən, çatlardan və digər qüsurlardan təmiz olmalıdır.

3. Nümunələr müəyyən qalınlıqda olmalıdır. Çapdan sonra nümunənin əks tərəfində heç bir deformasiya əlamətləri olmamalıdır.

4. Nümunə səhnədə möhkəm və möhkəm uzanmalıdır. Sınaq zamanı nümunə hərəkət etməməli və əyilməməlidir.

5. Tətbiq olunan yük nümunənin səthinə perpendikulyar hərəkət etməlidir.

6. Yük tətbiq edilməli və rəvan şəkildə əvvəlcədən müəyyən edilmiş dəyərə qədər artırılmalı, sonra isə müəyyən müddət ərzində sabit saxlanılmalıdır.

Brinell sərtliyinin ölçülməsi. Brinell üsulu ilə sərtliyi təyin edərkən, müəyyən müddət ərzində sınaq nümunəsinə və ya məhsula metal top sıxılır (şək. 5). Yük çıxarıldıqdan sonra nümunənin səthində sferik iz qalır. Çapın ölçüsü metalın sərtliyindən asılıdır: metal nə qədər sərtdirsə, çap ölçüsü də kiçikdir. Brinell sərtlik nömrəsi HB olaraq təyin edilmişdir.

düyü. Şəkil 5. Brinell üsulu ilə sərtliyin təyini zamanı izin yerinin sxemi

HB (MPa və ya kgf / mm 2) sərtliyini təyin etmək üçün tətbiq olunan yükün dəyərinə ehtiyacınız var. R iz sahəsinə bölün F:

,

harada D- topun diametri, m (və ya mm);

d- çap diametri, m (və ya mm);

Hər dəfə hesablamalar aparmamaq üçün sərtlik nömrəsini təyin edərkən xüsusi tərtib edilmiş cədvəldən istifadə olunur (QOST 9012-59-a əlavə). Yükü, topun diametrlərini və izi bilməklə, bu cədvəl HB sərtliyini təyin etmək üçün istifadə edilə bilər.

Sınaq üçün 2,5 diametrli bərkimiş poladdan və ya sərt ərintidən toplar istifadə olunur; 5.0 və 10 mm. Topun diametri sınaq nümunəsinin qalınlığından və onun sərtliyindən asılı olaraq seçilir: nümunə nə qədər incə və sərt olsa, topun diametri də bir o qədər kiçik olmalıdır. Tipik olaraq, sınaq nümunənin xüsusi hazırlanmış üfüqi sahəsində aparılır.

Test parçasının qalınlığı girinti dərinliyindən ən azı on dəfə olmalıdır. Girinti dərinliyi sınaq testi ilə və ya sərtlik səviyyəsi məlumdursa, formula ilə müəyyən edilir.

harada h- çap dərinliyi;

D- topun diametri;

HB- sərtlik sayı.

Dartma gücü və sərtlik sayı HB arasında aşağıdakı əlaqə mövcuddur:

Polad üçün σ in= 0,34HB;

Mis ərintiləri üçün σ in= 0,45 HB;

Alüminium ərintiləri üçün σ in= 0,35 HB.

Çapın mərkəzindən nümunənin kənarına qədər olan məsafə ən azı olmalıdır 2.5d, və iki bitişik çapın mərkəzləri arasında - ən azı 4d.Giriş diametri d iki qarşılıqlı perpendikulyar istiqamətdə böyüdücü şüşə və ya istinad mikroskop (Şəkil 6) ilə ölçülür və iki təyinatın arifmetik ortasını təyin edin.

Metalın sərtliyindən asılı olaraq, topun yükü 15,6 ilə 3000 kq arasında dəyişə bilər. Sınaq nəticələrinin alınan topun hər hansı diametri ilə müqayisə oluna bilməsi üçün yüklə topun diametri arasında əlaqə saxlanılmalıdır: P = 2.5D2, P \u003d 10D 2, P==30D2.

Yükün tətbiqi müddəti deformasiyadan keçmək üçün kifayət olmalıdır və sınaqdan keçirilmiş metalın sərtliyinin 10-dan 30-a və 60 s-ə qədər azalması ilə artmalıdır.

Topun diametrini seçərkən D,yük R, yük altında saxlama müddəti t və nümunənin minimum qalınlığı Cədvəllə rəhbər tutulur. bir.

Test nəticələri aşağıdakı kimi qeyd olunur. Test diametrli bir top ilə aparılırsa D= yük altında 10 mm R Ekspozisiya ilə = 3000 kq D= 10 s, sonra sərtlik nömrəsi HB simvolu ilə qeyd olunur. Məsələn, poladın sərtliyi 350 HB-dir. Test şərtləri fərqlidirsə, bu, müvafiq indekslərlə göstərilir. Məsələn, sərtlik nömrəsi 230-dur və sınaq diametrli bir top ilə aparılmışdır D= 10 s yük altında gecikmə ilə 750 kqf yükdə 5,0 mm. Bu halda nəticələr aşağıdakı kimi qeyd olunur: HB 5/750/10/230.

düyü. 6. Böyüdücü şüşə şkalasında çapın diametrinin ölçülməsi

Cədvəl 1

Sərtliyin təyini üçün sınaq parametrlərinin seçilməsi

Brinell üsulu

Rockwell sərtliyinin ölçülməsi. Bu üsulla sərtliyi ölçərkən, ümumi yükün təsiri altında bir almaz konusu və ya polad top sınaq nümunəsinə sıxılır. R. Birincisi, əvvəlcədən yükləmə tətbiq olunur. P 0 və sonra əsas P1, yəni. P \u003d P 0 + P 1. Sərtlik izin dərinliyi ilə müəyyən edilir (şək. 7). Rokvelə görə sərtlik vahidi üçün ucun 0,002 mm-ə qədər eksenel yerdəyişməsinə uyğun olan şərti bir dəyər götürüldü. Test nümunəsinin sərtliyindən asılı olaraq, sınaq əsas və ümumi yükün müxtəlif dəyərlərində almaz konusunun və ya topun girintisi ilə aparılır. Sınaq zamanı sərtlik üç miqyasda ölçülə bilər: A, B və C (Cədvəl 2).

Test səthi düz və ya əyri ola bilər. Səthin əyrilik radiusu ən azı 15 mm olmalıdır. Minimum nümunə qalınlığı P 1 əsas yükün çıxarılmasından sonra indenterin nüfuz dərinliyindən ən azı səkkiz dəfə olmalıdır.

Sərtliyi ölçərkən, iki bitişik çapın mərkəzləri arasındakı məsafə və ya çapın mərkəzindən nümunənin kənarına qədər olan məsafə ən azı 3,0 mm olmalıdır. Hər nümunədə ən azı üç ölçmə aparılır.

düyü. 7. Rokvel üsulu ilə sərtliyin yoxlanılması sxemi

cədvəl 2

Rokvel üsulu ilə sərtliyin təyinində parametrlərin seçilməsi

Vickers sərtliyinin ölçülməsi. Bu üsuldan istifadə edərək sərtliyi ölçərkən, müntəzəm tetrahedral piramida şəklinə malik bir almaz ucu nümunəyə basılır. yük R müəyyən müddət üçün etibarlıdır.

Yükün dəyəri aşağıdakı kimi ola bilər: 1.0; 2.0; 5.0; 10.0; 20,0; 30,0; 50,0; 100,0 kq. Yük nə qədər böyükdürsə, nəticə bir o qədər dəqiqdir.

Nümunənin yük altında məruz qalma müddəti adətən 10-15 s-dir.

Test nümunəsinin səthi yaxşı hazırlanmalıdır - onun pürüzlülüyü 0,16 mikrondan çox olmamalıdır. Polad nümunəsinin minimum qalınlığı çap diaqonalından 1,2 dəfə, əlvan metallardan nümunələr isə 1,5 dəfə çox olmalıdır. Səthin əyrilik radiusu ən azı 5 mm olmalıdır.

Çaplar elə qurulur ki, çapın mərkəzi ilə nümunənin kənarı və ya bitişik çapın kənarı arasındakı məsafə çapın diaqonalının uzunluğundan ən azı 2,5 dəfə çox olsun (şək. 8).

düyü. 8. Metodla sərtliyi təyin edərkən izin yerinin sxemi

Vickers

Diaqonalların ölçülməsində səhv 0,2 mm-ə qədər diaqonal uzunluğu ilə ± 0,001 mm-dən, daha uzun uzunluğu isə 0,5% -dən çox olmamalıdır.

Vickers sərtliyi (HV) düsturla hesablanır:

,

α - yuxarıdakı piramidanın əks üzləri arasındakı bucaq 136°-ə bərabərdir;

d- boşaldılmadan sonra çapın hər iki diaqonalının uzunluqlarının arifmetik orta qiyməti, mm.

Sınaqlar standart şəraitdə aparılırsa, onda hesablamalar aparmamaq üçün müxtəlif yüklərdə çap diaqonalının uzunluğundan asılı olaraq sərtliyi göstərən cədvəldən (QOST 2999-75-ə əlavə) istifadə edirlər.

Normal şəraitdə sınaq nəticələrini qeyd edərkən, Vickers sərtliyi HV simvolu ilə işarələnir. Adi sınaq şərtləri 300 N (30 kqf) yük və 10-15 s tutma müddətidir. Bu halda, sərtlik qeyd olunur, məsələn, HV 300. Test şərtləri fərqlidirsə, bu, əvvəlcə yük dəyəri, sonra isə saxlama müddəti ilə indekslərlə göstərilir. Məsələn, HV 20/40 - 250 girişi o deməkdir ki, 200 N (20 kqf) yük və 40 s tutma müddəti ilə Vickers sərtliyi 250-dir.

Sərtliyin təyini metalların ən çox yayılmış sınaqlarından biridir. Texnologiyanın sadəliyi, ölçmələrin sürəti və onları birbaşa məhsulun üzərində aparmaq imkanı ilə seçilir.

Metalların sərtliyi onların səthini aşağı deformasiyaya malik materialdan (bərkləşdirilmiş polad, almaz, bərk ərinti) hazırlanmış və kürə, konus, piramida və ya iynə kimi formalı olan xüsusi ucluğa (indenter) məruz qoymaqla ölçülür.

İntenterin sınaq materialına təsir üsuluna görə:

* sərtliyin təyini üçün statik üsullar (giriş üsulu və cızma üsulu);

* sərtliyin müəyyən edilməsi üçün dinamik üsullar (düşən ucun rebound üsulu) və digər üsullar.

Girinti üsulu metalın plastik deformasiyaya qarşı müqavimətini xarakterizə edir, ona daha sərt materialdan hazırlanmış bir girinti daxil edilir. Çizilmə üsulu, almaz iynəsi şəklində bir indenter materialına məruz qaldıqda məhv olma müqavimətini xarakterizə edir. Düşmə ucu rebound üsulu, top şəklində olan indenter materialına dinamik təsir altında elastik deformasiyaya qarşı müqaviməti xarakterizə edir.

Bu üsullardan ən çox yayılmışı sərtlik test cihazlarında istifadə olunan girinti üsuludur:

Rockwell

Vickers

mikrosərtliyi (PMT) təyin etmək üçün cihaz.

Plastik materialların sərtliyi ilə digər mexaniki xüsusiyyətlər arasında əlaqə var. Girinti ilə müəyyən edilən metalın sərtliyi nə qədər böyükdürsə, onun gücü bir o qədər yüksəkdir, çünki. bu xüsusiyyətlərin hər ikisi plastik deformasiyaya qarşı müqaviməti təmsil edir. Eyni səbəbdən, müəyyən bir metal nə qədər sərt olarsa, onun elastikliyi bir o qədər aşağı olar.

Sadalanan sərtlik test cihazlarının əsas düzülüşü eynidir və nümunə kimi Brinell cihazından istifadə etməklə nəzərdən keçirilə bilər (şək. 1). Sərtlik ölçənlərin əsas vahidləri yataq, nümunənin və ya hissənin sərtliyini ölçmək üçün iş masası, ucluq (inter), yükləmə cihazı və gərginliyi ölçmək üçün cihazdır.

Şəkil 1 - Brinell cihazının cihazı

BRINELƏ GÖRƏ SƏRTLİYİN MƏYYƏNMƏSİ

Brinell sərtliyinin ölçülməsi QOST 9012-59-a uyğun olaraq həyata keçirilir, onun etibarlılığı bu günə qədər uzadılmışdır.

Brinell sərtliyini ölçərkən, diametri olan bərkimiş polad top D yükün təsiri altında sınaq nümunəsinə və ya məhsula sıxılır P müəyyən vaxt ərzində. Yükü götürdükdən sonra diametri ölçülür d yaranan sferik iz (şək. 2.a).

Şəkil 2. Sərtliyin təyini sxemləri:

a - Brinell görə;

B - Rokvelə görə;

c - Vickersə görə

diametrində bərkimiş polad top d= 1; 2; 2.5; 5 və 10 mm.

Fərqli testlər üçün sərtlik dəyərlərinin müqayisə oluna bilməsi üçün müəyyən bir topun diametri üçün yük dəyəri nisbətdən istifadə edərək seçilməlidir:

(2)

Dəyərlər K 30-a bərabər ola bilər; on beş; on; 5; 2.5; 1 idarə olunan materialın sərtliyindən asılı olaraq. Beləliklə, qara metallar və onların ərintiləri (dəmir, polad) və digər yüksək möhkəm materiallar üçün K= 30; alüminium, mis, nikel və onların ərintiləri üçün K= 10; qalay, qurğuşun və onların əsasında ərintilər üçün K = 2,5.

Sınaq şərtlərini seçərkən, standartlara uyğun olaraq, metalın qalınlığını və nümunənin yük altında saxlanma müddətinin uzunluğunu nəzərə almaq da vacibdir.

Sınaqdan əvvəl seçilmiş intenter sərtlik yoxlayıcı mildə sabitlənir, dəyişdirilə bilən çəkilərin köməyi ilə seçilmiş yük təyin olunur. Sonra ölçüləcək nümunə alət masasına qoyulur və siqnal lampası yanana qədər nümunəni topa basaraq masa yuxarı qaldırılır. Beləliklə, Brinell cihazında 100 kqf (981 N) olan nümunəyə əvvəlcədən yükləmə tətbiq olunur. Daha sonra cihazın gövdəsindəki düyməni sıxmaqla avtomatik olaraq tam yükləməni, nümunənin yük altında ekspozisiyasını və onun çıxarılmasını həyata keçirən mexanizm işə salınır.

Bundan sonra, masanı aşağı salmaq, nümunəni çıxarmaq, xüsusi mikroskopdan istifadə edərək əldə edilən çapın diametrini ölçmək (şəkil 3) və sərtliyi müəyyən etmək lazımdır.

Şəkil 3 - Böyüdücü şüşə şkalasında çapın diametrinin ölçülməsi

Brinell cihazında təyin olunan sərtlik qeyd olunur HB və girintiyə təsir edən yükün sferik girintinin səth sahəsinə nisbəti kimi müəyyən edilir. F:

Sferik izin sahəsi bərabər olduğundan:

(4)

Beləliklə, sərtliyin dəyəri bərabər olacaq:

(5)

Yük Nyutonla ifadə edilirsə, sərtlik dəyəri bərabər bir əmsalla vurulur 0,102 .

Beləliklə, girinti diametri Brinell sərtliyinin ölçüsüdür.

Adətən, sərtlik yuxarıdakı düsturla hesablanmır, lakin sərtlik GOST 9012-59-da və ya istinad ədəbiyyatında verilmiş cədvələ əsasən müəyyən edilir.

Brinell sərtlik nömrəsini bilməklə, empirik olaraq qurulmuş bu xüsusiyyətlər arasındakı kəmiyyət əlaqəsindən istifadə edərək metalın dartılma gücünü (dartılma gücü) təxminən qiymətləndirmək mümkündür. Məsələn, sərtliyi olan karbon çelikləri üçün HB 120-dən 175-ə qədər nisbət istifadə olunur:

s V = 3,4 HB(6)

Dartma gücü MPa (N / mm 2) ilə müəyyən edilir.

ROCKWELL SƏRTLİYİNİN MƏYYƏNİ

Bəzi hallarda Brinell cihazında sərtliyin təyini mümkün deyil. Məsələn, bərkimiş poladı sınaqdan keçirmək mümkün deyil, çünki Brinell indenter də bərkimiş poladdan hazırlanır. Kimyəvi-termik müalicəyə məruz qalmış məhsulların nazik səthi bərkimiş təbəqələrinin, müxtəlif səth örtüklərinin sərtliyini ölçmək mümkün deyil.

Bu hallarda digər cihazlardan - Rockwell, Vickers, PMT istifadə etmək mümkündür.

Rockwell sərtliyinin ölçülməsi GOST 9013-59 uyğun olaraq həyata keçirilir. İntenter 120° almaz konus və ya 1,588 mm (1/16 düym) bərkidilmiş polad top ola bilər. Sınaq zamanı indeter iki ardıcıl tətbiq olunan yükün təsiri altında nümunəyə sıxılır: R o və əsas:

P \u003d P o + P 1, (7)

Rockwell cihazında sərtliyin ölçülməsi ilə Brinell cihazında ölçmə arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, sərtlik girinti yerinin girintisi ilə əldə edilən izin sahəsi ilə deyil, sərtlik meyarı olan dərinliyi ilə müəyyən edilir. bu testdə.

Girinti dərinliyi həsas yük çıxarıldıqdan sonra müəyyən edilir və onun qiymətlərindən Rockwell sərtliyinin dəyəri hesablanır H.R. Təbii ki, yaranan izin dərinliyi nə qədər böyükdürsə, sərtlik dəyəri də bir o qədər aşağı olur.

Rockwell sərtliyi şərti vahidlərlə ifadə edilir. Sərtlik vahidi, 0,002 mm-lik indeterin eksenel yerdəyişməsinə uyğun olan ölçüsüz bir dəyərdir.

Sınaq zamanı sərtlik üç miqyasda ölçülə bilər: AMMA, AT, ilə.

Bir almaz konusunu girinti kimi istifadə edərkən sərtlik iki miqyasda müəyyən edilir: AMMA və ilə, topdan istifadə edərkən - miqyasda AT.

Rockwell sərtlik nömrəsi düsturlarla hesablanır:

Tərəzilərdə ölçüldükdə AMMA və İLƏ:

HRC (HRA) = 100 - e(8)

Tərəzi ilə ölçərkən AT:

HRB=130-e(9)

harada e = (h - ho) / 0,002(10)

Test şərtlərini seçərkən aşağıdakı məlumatları rəhbər tutmaq məsləhətdir (Cədvəl 1):

Cədvəl 1

Sərtliyin təyin edilməsinin nəticələri cihazın göstəricisində qeyd olunur, burada iki tərəzi var - qara və qırmızı. Qara almaz konus və ya karbiddən hazırlanmış eyni ölçülü konus ilə ölçərkən istifadə olunur ( AMMA və ilə). Topla ölçmə üçün qırmızı şkala ( AT).

Testlər aşağıdakı ardıcıllıqla aparılır:

Nümunə alət masasına qoyulur; nümunə qaldırıcı mexanizm vasitəsilə intenterlə təmasda olur və əvvəlcədən yüklənir. Bu halda, indenter nümunənin səthinə dərinliyə qədər sıxılır h o. Əvvəlcədən yükləməyə nail olmaq R o= 10 kqf (98 N) qırmızı nöqtəyə kiçik bir ox qoyaraq miqyasda qeyd olunur. Böyük oxun mövqeyi qara şkaladakı “0” rəqəmi ilə üst-üstə düşməlidir. Bu baş vermirsə, bu ox göstərilən işarə ilə tam üst-üstə düşənə qədər tərəzi əl çarxı ilə çevirmək lazımdır.

Yükləmə mexanizminin düyməsini basın, bunun nəticəsində əsas yük indenterə tətbiq olunur R 1, təsiri altında nümunəyə dərinləşir. Yük altında tutma və boşaltma avtomatik olaraq baş verir. Son vəziyyətdə, böyük ox müvafiq miqyasda sərtlik dəyərini göstərir.

Rokvell sərtliyi sərtliyin dəyərini xarakterizə edən rəqəmlərlə və miqyasını göstərən HR hərfləri ilə göstərilir, məsələn: 61.0 HRC; 42.0HRB.

VİKERS VƏ MİKROSERTLİKƏ GÖRƏ SƏTLİYİN MƏYYƏNMƏSİ

Bəzi hallarda nazik səth təbəqələrinin sərtliyini və ya nümunənin kəsişməsi üzərində paylanmasını müəyyən etmək lazımdır. Çapların böyük ölçüsünə görə Brinell və ya Rockwell cihazlarında bu vəzifələri yerinə yetirmək mümkün deyil. Belə ölçmələr üçün Vickers və ya mikrosərtlik (PMT) alətlərindən istifadə olunur.

Bu cihazlarda zirvə bucaqları 136° olan tetraedral almaz piramidası girinti kimi istifadə olunur (şək. 2.c). Vickers sərtlik sayı və mikrosərtlik faktiki yükün nisbəti kimi müəyyən edilir R meydana gələn piramidal izin yan səthinin sahəsinə:

(11)

harada d- çapın hər iki diaqonalının uzunluqlarının arifmetik ortası.

Rahatlıq və hesablamaları sürətləndirmək üçün yuxarıdakı düstura görə hesablanmış cədvəllərdən istifadə etməlisiniz.

Vickers cihazında ölçmələr zamanı sınaq yükləri (GOST 2999 - 75) 5 ilə 120 kqf (49 ilə 1176 N arasında) aralığında seçilir. Mikrosərtliyi ölçərkən yüklər daha aşağıdır: 0,005-dən 0,5 kq-a qədər (0,05-dən 5 N-ə qədər). Buna görə, sonuncu halda, əldə edilən izlərin ölçüləri də daha kiçikdir, bu da ayrı-ayrı struktur komponentlərinin sərtliyini təyin etməyə imkan verir.

Alınan izlərin diaqonallarının ölçülməsi mikroskoplardan istifadə etməklə həyata keçirilir.

İŞ PROSEDURU

1. İşin praktiki hissəsini yerinə yetirməzdən əvvəl ölçmələrin aparılacağı alətlərlə, ölçmə texnikası və nəticələrin müəyyən edilməsi metodologiyası ilə tanış olmaq lazımdır.

2. Brinell test cihazından istifadə edərək tavlanmış karbon poladının (40, 60), duralumin və misin sərtliyini ölçün. Bunun üçün:

a. Təlimatlarda verilən məlumatlara əsasən yükü seçin;

b. Sadalanan materiallarda intenter çapı əldə edin;

c. Xüsusi bir mikroskopdan istifadə edərək, millimetrin yüzdə biri dəqiqliyi ilə əldə edilən izin diametrini təyin edin;

d. Brinell sərtliyini təyin etmək üçün düsturdan istifadə edərək (5), sınaqdan keçirilmiş materialların sərtlik dəyərini təyin edin və məlumatları cədvəl 2-ə daxil edin;

e. Cədvəllərdən istifadə edərək, sərtlik dəyərlərinin təyin edilməsinin düzgünlüyünü yoxlayın və həmçinin cədvəl 2-də cədvəl məlumatlarını daxil edin.

3. Rockwell test cihazından istifadə edərək bərkimiş alət poladı U8 və struktur aşağı karbonlu poladın 30 sərtliyini ölçün. Bunun üçün:

a. Cədvələ uyğun olaraq, sərtliyin ölçüləcəyi miqyası seçin;

Federal Təhsil Agentliyi

Dövlət təhsil müəssisəsi

ali peşə təhsili

LİPETSK DÖVLƏT TEXNİKİ UNİVERSİTETİ

Fiziki metallurgiya kafedrası

Ölçməsərtlikmetallar

Laboratoriya işləri üçün göstərişlər

ixtisas tələbələri üçün 150105, 150702

Yu. S. Şatov,

I. P. Qorbunov,

A. G. Qvozdev

Lipetsk - 2006

Şatov, Yu.S. Metalların sərtliyinin ölçülməsi. 150105, 150702 ixtisas tələbələri üçün laboratoriya işlərinə dair təlimatlar. /Yu.S. Şatov, I.P. Qorbunov, A.G. Qvozdev. - Lipetsk: LGTU, 2006. - 33 s.

150105, 150702 ixtisaslarının 3-cü kurs tələbələri üçün nəzərdə tutulmuşdur.Metodik göstərişlərdə sərtlik sınayıcıları üzərində işləmək üçün metodika verilmişdir. Hər bir işin məqsədi göstərilir; eksperimentin aparılması üçün zəruri olan nəzəri məlumat verilir, alətlərin sxemləri verilir; işin yerinə yetirilməsi qaydasına baxılır və hesabatın forması verilir. Şagirdlər üçün metalların sərtliyini təyin etmək üçün fərdi tapşırıqların variantları verilmişdir.

İl. 5. Tab. 7. Biblioqrafiya: 6 ad. Tətbiqlər 2.

Metodik göstərişlər Fiziki metallurgiya kafedrasının 15 sentyabr 2006-cı il tarixli iclasında 1 saylı protokolla təsdiq edilmişdir.

Rəyçi - V.V. Logunov

© Lipetsk əyaləti

Texniki Universitet, 2006

Ümumi təlimatlar

Məqsəd:

Brinell, Rockwell, Vickers və mikrosərtlik test cihazlarında sərtliyin ölçülməsi üsulunu mənimsəmək.

Sərtliyi müxtəlif üsullarla yoxlayarkən düzgün cihazı, yükü və ucunu necə seçəcəyinizi öyrənin və verilmiş nümunələrin sərtliyini təyin edin.

Ayrı-ayrı fazaların və struktur komponentlərin sərtliyini ölçməyi bacarın.

Sərtlik bir metalın nümunə və ya məhsulun səthində deformasiyaya qarşı durma qabiliyyətini müəyyənləşdirir.

Metalların və ərintilərin mexaniki xassələrini xarakterizə etmək üçün laboratoriya və zavod şəraitində sərtlik sınağı geniş istifadə olunur.

Metalların sərtliyi məhsulların səthini sərt materialdan (bərkləşdirilmiş polad, almaz və s.) hazırlanmış və kürə, konus, piramida və ya iynə kimi formalı olan ucuna məruz qoymaqla ölçülür. Ucunun təsirinin xarakterinə görə sərtliyin ölçülməsi üçün bir neçə üsul var: a) girinti üsulu; b) rebound üsulu; c) cızma üsulu.

Girinti ilə müəyyən edilən sərtlik metalın plastik deformasiyaya qarşı müqavimətini xarakterizə edir.

Rebound sərtliyi elastik xüsusiyyətlərini xarakterizə edir. Sərtlik cızılma, qırılma müqaviməti ilə müəyyən edilir. Beləliklə, sərtlik metalın özünəməxsus xüsusiyyətidir və sərtlik testləri metalların elastik xüsusiyyətlərini, plastik deformasiyaya qarşı müqavimətini, qırılma müqavimətini və ar ölçə bilər. Təcrübədə sərtlik testlərinin geniş tətbiqi onunla izah olunur ki, onlar uzun müddət, xüsusi mürəkkəb nümunələr tələb etmir, hazır məhsullar üzərində məhv edilmədən həyata keçirilə bilər və metalın digər mexaniki xüsusiyyətlərini qiymətləndirməyə imkan verir. empirik əlaqələr. Ucun formasının, ölçüsünün və yükünün seçimi testin məqsədindən, strukturundan, gözlənilən xüsusiyyətlərindən, səth şəraitindən və sınaq nümunəsinin ölçülərindən asılıdır.

Metal müxtəlif xüsusiyyətlərə malik olan fərdi struktur komponentlərinin böyük çöküntüləri olan heterojen bir quruluşa malikdirsə (məsələn, boz çuqun, daşıyıcı ərintilər), onda sərtliyi ölçmək üçün böyük diametrli bir top seçilir.

Yüksək sərtliyə malik metalları sınaqdan keçirərkən (məsələn, bərkimiş polad), ümumi yükü azaltmaqla (nümunədə çatlamamaq üçün) bir almaz konusu istifadə olunur. Bununla belə, yükün əhəmiyyətli dərəcədə azalması arzuolunmazdır. deformasiya olunan həcmin kəskin azalmasına səbəb olacaq və metalın əsas hissəsi üçün xarakterik olmayan dəyərlər verə bilər.

Mikrosərtliyin ölçülməsi kimyəvi-termik müalicə zamanı metalın ayrı-ayrı dənələrinin, fazalarının, struktur komponentlərinin və səth təbəqələrinin sıxlığını müəyyən etmək məqsədi daşıyır. Bu halda, girinti ilə deformasiya olunan həcm ölçülən taxılın həcmindən az olmalıdır, buna görə də tətbiq olunan yük kiçik seçilir.

Materialın səthinin vəziyyəti sərtlik testlərinin nəticələrinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Səth qeyri-bərabərdirsə - əyri və ya çıxıntılarla - o zaman ayrı-ayrı sahələr fərqli dərəcədə girintiyə müqavimət göstərir, bu da sərtliyin ölçülməsində səhvə səbəb olur.

Buna görə də, yük nə qədər aşağı olarsa, səth bir o qədər hərtərəfli hazırlanır. O, cilalanmış üfüqi platformanı təmsil etməli və mikrosərtliyi ölçmək üçün cilalanmış olmalıdır. Ölçüləcək səth üfüqi şəkildə quraşdırılmalıdır, yəni. yükə perpendikulyar. Nümunənin əks tərəfi təmiz və miqyassız olmalıdır, məsələn sonuncu yük altında əzilir, bu da ölçmə nəticələrini təhrif edir. Sərt ucun girinti üsulu metal sınaq təcrübəsində ən çox istifadə olunur. Bu üsula Brinell, Rockwell, Vickers metodları daxildir. Bu üsullarla sərtliyin ölçülməsi GOST tərəfindən standartlaşdırılır və müəyyən edilir:

Brinell - GOST 9012 - 59, Rockwell - GOST 9013 - 59, Vickers - GOST 2999 - 59.

Əncirdə. Şəkil 1 statik sərt ucun girintisinə əsaslanan bu üç prinsipcə eyni üsul üçün sərtlik dəyərləri diapazonunu göstərir.

düyü. 1. Sərtlik dəyərlərinin diapazonu

Brinell, Rockwell, Vickers və mikrosərtlik test cihazı PMT-də sərtliyin ölçülməsi üçün təlimatlar - 3

Brinell və Rockwell cihazlarında sərtliyin yoxlanılması üsulları haqqında ümumi məlumat tələbənin bu işə hazırlaşarkən ətraflı tanış olmalı olduğu tədris kitabçalarında təsvir edilmişdir.

Brinell sərtliyi - HB, N / m 2.

Brinell cihazında sərtliyi ölçərkən tələbə aşağıdakı tövsiyələri rəhbər tutmalıdır:

Sərtlik testinə keçməzdən əvvəl cədvələ uyğun olaraq düzgün seçmək lazımdır. 2 yük (P) və top diametri (D) material və nümunə qalınlığı əsasında, GOST 9012 - 59. Bənzərlik qanunu müşahidə olunur ki, yük seçilir.

R/D 2 = sabit(1)

Bu halda, müxtəlif top diametrləri ilə əldə edilən sərtliyi müqayisə etmək mümkündür. Sınaq nümunəsinin minimum qalınlığı girinti dərinliyinin ən azı on qatı olmalıdır. Sınaq parçasının arxa tərəfində, top sıxıldıqdan sonra, deformasiya əlamətləri olmamalıdır.

Topun diametri nə qədər böyükdürsə, sərtliyin müəyyən edilməsində dəqiqlik bir o qədər yüksəkdir.

Brinell-ə ​​görə ölçüldükdə materialın sərtliyi 4500 MN / m 2-dən çox olmamalıdır, çünki. girinti üçün HB = 6000 MN / m 2 sərtliyi olan bərkimiş polad top istifadə olunur və daha sərt metalları sınaqdan keçirərkən özünü deformasiya edəcəkdir.

Nümunənin ekspozisiya müddəti ciddi şəkildə sabitdir və ölçüdən əvvəl materialdan asılı olaraq 10 ilə 60 saniyə arasında (cədvəl 2-yə uyğun olaraq) təyin olunur.

Girintidən sonra alınan izin diametri (d) 0,05 mm dəqiqliklə xüsusi böyüdücü şüşə ilə ölçülür. Bu halda, çapın daha yaxşı işıqlandırılması üçün böyüdücü şüşə işıq mənbəyinə doğru istiqamətə yerləşdirilir.

Sərtlik dəyəri cədvəllərdən tapılır və ya N / m 2 düsturu ilə hesablanır

Sınaq nümunəsinin səthi miqyasdan və digər yad cisimlərdən təmizlənməlidir və səthi düz bir şəkildə emal edilməlidir ki, onun diametri ölçüldükdə girintilərin kənarları aydın görünsün.

İzin mərkəzindən nümunənin kənarına qədər olan məsafə 2,5 d-dən çox və ya ona bərabər olmalıdır. və iki bitişik çapın mərkəzləri arasında - 4 d-dən çox və ya ona bərabərdir.

Girinti diametrləri (d) daxilində olmalıdır

.

Bu şərt yerinə yetirilmədikdə, sınaq etibarsız sayılır və müvafiq yükdən istifadə edərək təkrar edilməlidir.

Brinell cihazında sərtliyin ölçülməsi proseduru

Yükdən sonra topun diametri seçilir və məruz qalma vaxtı təyin edilir, sınaq nümunəsi stolun üzərinə qoyulur və əl çarxından istifadə edərək top dayanana qədər onunla təmasda olur və bununla da 1000 N-lik bir ön yükləmə yaranır. Düyməni basmaqla elektrik mühərriki işə salınır. Nümunələrin yüklənməsi, saxlanması və boşaldılması avtomatik həyata keçirilir. Ekspozisiya müddəti lampanın işıqlandırılması ilə işarələnir. Elektrik mühərriki söndürüldükdən sonra masa aşağı salınır və əldə edilən iz xüsusi böyüdücü şüşə ilə ölçülür. İzin diametri iki qarşılıqlı perpendikulyar istiqamətdə ölçülür və orta qiymət alınır. Cədvələ uyğun olaraq çapın diametrini və tətbiq olunan yükü bilmək. 1 sınaq nümunəsinin sərtliyinin qiymətini tapın.

Rockwell sərtliyi -HRB, NRA, NRİLƏ,HRF

Rockwell test cihazında sərtliyi ölçərkən tələbə aşağıdakı tövsiyələri rəhbər tutmalıdır:

Bu cihazda sərtlik testləri bərkimiş topa (D = I, 588 mm), almaz konusuna basaraq həyata keçirilə bilər. Bu halda, almaz konusu sərt metalların sınaqdan keçirilməsi üçün istifadə olunur (HB - 2500 MN / m 2).

İntenter növündən və seçilmiş yükdən asılı olaraq sərtlik ölçmələri A, B, C, F şkalalarında aparılır. Alınan sərtliyin dəyəri ölçüsüz bir dəyərdir və bu miqyasda müvafiq olaraq HRA, HRB, HRC, HRF vahidləri ilə ifadə edilir (Cədvəl 3-ə baxın).

Cihaz izin dərinliyini ölçür. Göstərici şkalasının hər bir bölməsi 0,002 mm-lik girinti dərinliyinə (h) uyğundur, buna görə də h nə qədər kiçik olsa, sərtlik də bir o qədər böyükdür.

Sərtlik və girinti dərinliyi arasındakı əlaqə ifadələrlə müəyyən edilir

almaz konusu üçün
(3)

top üçün
(4)

Testə başlamazdan əvvəl ölçmə şkalasını seçmək lazımdır, yəni. yük, istinad miqyası və indenter (top və ya konus). A və C tərəziləri bərkimiş poladın ölçülməsi üçün istifadə olunur və səth qatında sərtliyin ölçülməsi tələb olunduqda, məsələn, kimyəvi-termik müalicədən sonra, HDTV sərtləşməsindən sonra yük 500 N-ə qədər azaldılır, yəni. ölçmək üçün A şkalasından istifadə edir.Tavlanmış və normallaşdırılmış poladın sərtliyini təyin etmək üçün B şkalasından istifadə edilir, yükü 1000 N. Sərtliyi az olan əlvan metallar üçün F şkalasında ölçmələr aparılır.Yük polad topun nüfuz dərinliyini azaltmaq üçün bu vəziyyət 500 N-ə endirilir.

Sınaq nümunəsinin səthi miqyasdan və digər yad cisimlərdən üyüdülərək təmizlənməlidir.

Yükün tətbiqinin perpendikulyarlığı nümunənin istinad səthlərinin paralelliyini yaratmaqla təmin edilir.

Nümunənin minimum qalınlığı əsas yükün çıxarılmasından sonra ucun nüfuz dərinliyinin ən azı səkkiz misli olmalıdır. Nümunənin arxa tərəfində, sərtlik ölçüldükdən sonra heç bir deformasiya izi nəzərə çarpmamalıdır. Nümunənin kənarından və ya bitişik çaplar arasındakı məsafə ən azı 3 mm olmalıdır.

Sərtliyin ölçülməsi nəticələrinin oxunması göstərici şkalasının bütün bölmələrində 0,5 şkala vahidi dəqiqliyi ilə aparılır. Tək ölçmənin nəticəsi sərtlik nömrəsi kimi qəbul edilir. Bundan əlavə, hər bir nümunədə ən azı üç ölçmə aparılmalıdır.

Rockwell cihazında sərtliyin ölçülməsi proseduru

Nümunə səthi hazırlandıqdan və miqyas seçildikdən sonra müvafiq yük və indenter (top və ya almaz konus) quraşdırılır. Nümunə alət masasına qoyulur və əl çarxından istifadə edərək uc ilə təmasda olur, 100 N-lik bir ön yükləmə yaradır ki, bu da qırmızı nöqtəyə qarşı kiçik ox qoymaqla siferblatda göstərilir. Bu halda, böyük ox şaqulidən miqyasda ± 5 bölmə sapma ilə yuxarıya doğru yönəldilmiş şaquli mövqe tutmalıdır. Göstəricinin sapması 5 bölmədən çox olarsa, əvvəlcədən yükləmə çıxarılmalı və nümunənin başqa bir nöqtəsində sərtlik ölçülməlidir.

Sonra böyük oxu qara şkalanın sıfırı ilə birləşdirir (seçilmiş ölçmə miqyasından asılı olmayaraq) və qolu basaraq əsas yük verilir.

Okun hərəkəti tam dayandırıldıqdan sonra (2-3 saniyədən sonra) indikator şkalasında sərtlik oxunur. Yadda saxlamaq lazımdır ki, almaz konusu ilə ölçərkən sərtlik qara şkalada, polad topla ölçüldükdə isə qırmızı şkalada oxunur. Rockwell metodunun bir sıra çatışmazlıqlarına baxmayaraq: müəyyən edilmiş sərtliyin qiymətinin şərtiliyi, aşağı ölçmə dəqiqliyi, bu üsuldan kütləvi nəzarət üçün geniş istifadə olunur. Bunun səbəbi metodun bir sıra üstünlükləridir:

Alətlərin avtomatlaşdırılması sayəsində sərtliyin sürətli təyini.

HB > 500 vahid olan materialların sərtliyini təyin etmək imkanı.

Kiçik və nazik nümunələrdə sərtliyi ölçmək bacarığı.

Rockwell sərtliyi HRA, HRB, HRC, HRF eksperimental məlumatlar əsasında tərtib edilmiş cədvəldən istifadə edərək Brinell sərtliyinə çevrilə bilər (cədvəl 4-ə baxın).

Vickers üsulu

GOST 2999 - 59-a uyğun olaraq Vickers sərtliyini ölçərkən, sınaqdan keçmiş metala 135 ° zirvə bucağı olan tetrahedral almaz piramidası basılır. Sınaq üçün 50, 100, 200, 300, 500, 1000 və 1200 N yüklərdən istifadə edilə bilər.İz kvadrat şəklində alınır. Cihazdakı mikroskopdan istifadə edərək çapın diaqonalı ölçülür. Vickers sərtliyi HV N/m 2 damğasının vahid səthinə düşən xüsusi təzyiq kimi müəyyən edilir

(5)

d - çap diaqonalının uzunluğu, mm 2.

Brinell və Vickers sərtlik nömrələri eyni ölçüyə malikdir və sərtliyi 450 vahidə qədər olan metallar üçün. onlar eynidir.

Bir almaz piramidası ilə sərtliyin ölçülməsi top və ya konus ilə ölçmələrdən daha sərt metallar üçün daha dəqiq dəyərlər verir, çünki girinti diaqonalları hətta dayaz girinti dərinliyində olduqca böyükdür. Piramida girintili olduqda, yük dəyişdikdə ortaya çıxan izin diaqonalları arasındakı nisbət sabit qalır, bu da yükü geniş diapazonda dəyişdirməyə imkan verir. Yük dəyəri tədqiqatın məqsədlərindən, sınaq nümunəsinin qalınlığından və sərtliyindən asılı olaraq seçilir. Yük altında məruz qalma müddəti: qara metallar üçün 10-15 s, əlvan metallar üçün 30-60 s.

Vickers cihazı (şəkil 2) almaz piramidasının 5 yüklənməsi üçün rıçaq qurğusu 1, izin diaqonallarının ölçülməsi üçün xüsusi mikroskop 6 və yük ötürücüsü 7 ilə təchiz edilmişdir.

Vickers sərtlik testi nümunələrinin səthi əvvəlcə incə zımpara ilə diqqətlə üyüdülməlidir və ya cilalanmalıdır. Test nümunəsinin qalınlığı çapın 1,5 diaqonalından az olmamalıdır.

Vickers test cihazı yumşaq metalların və çox sərt ərintilərin sərtliyini, həmçinin nazik səth təbəqələrində sərtliyi ölçə bilər, məsələn.

Bununla belə, hər bir Vickers təyini nisbətən uzun müddət tələb edir və nümunə səthinin diqqətlə hazırlanmasını tələb edir ki, bu da bu metodun əsas çatışmazlığıdır, onun atelye şəraitində geniş yayılmasına mane olur.

Vickers sərtliyinin ölçülməsi proseduru

Cədvəl 5-dən istifadə edərək sınaqdan keçirilən məhsulun materialından və formasından asılı olaraq tələb olunan yük dəyərini təyin edin.

Nümunə almaz piramidasının nümunənin səthi ilə təması olana qədər əl çarxının 2 fırlanması ilə hərəkət edən vint 3 üzərində quraşdırılmış stolun 4 üzərinə qoyulur.

Tutacaq 1 işə salınır və yük rıçaqlar sistemi ilə nümunəyə ötürülür.

Əl çarxını saat əqrəbinin əksi istiqamətində çevirməklə məhsul almaz ucu ilə təmasdan çıxarılır və mikroskop başlığını dayanana qədər sağa çevirərək mikroskopun obyektivini izlə eyniləşdirir.

Çap fokuslanır və diaqonallar ölçülür. Bunun üçün vinti döndərərək şkalanın sıfır işarəsi diaqonalın kənarına gətirilir, sonra isə mikroburun fırlanması ilə diaqonalın əks ucuna daşınan xətt gətirilir. Oxuyarkən, bir bölməsi 0,1 mm-ə bərabər olan mikroskop şkalasından və 100 dəfə böyüdüldükdə ekstremitədəki bir bölməsi 0,001 mm-ə uyğun gələn mikrovintdən istifadə edirlər. İkinci diaqonalı ölçmək üçün mikroskop başlığını 90 ° - saat yönünə çevirin. İki diaqonalı ölçdükdən sonra d-nin orta qiymətini təyin edir.

Cədvəldən istifadə edərək, d dəyəri Vickers sərtliyini (HV) təyin etmək və ya (5) düsturu ilə tapmaq üçün istifadə olunur.

Mikrosərtliyin ölçülməsi üsulu

Mikrosərtliyi təyin edərkən, 0,05 ilə 5 N arasında çox kiçik bir yük altında sınaq materialına tetraedral almaz piramidası (135 ° zirvədə əks üzlər arasında bucaq olan) basılır. Sərtlik nömrəsi H və sərtlik baxımından ifadə edilir. (5) düsturu ilə müəyyən edilir.

GOST 9450 - 60-a uyğun olaraq sərtlik nömrələri indeksdəki yükü qramla göstərən H simvolu ilə işarələnir (məsələn, H 50 \u003d 220, 220 mikrosərtlik nömrəsinin 0,5 N yüklə əldə edildiyini bildirir) .

Mikrosərtlik testi çox kiçik hissələrin materialının keyfiyyətinə nəzarət etmək, həmçinin struktur komponentlərin sərtliyini, örtüklərin və çox nazik səth təbəqələrinin sərtliyini təyin etmək üçün istifadə olunur. Mikrosərtliyi təyin etmək üçün nümunənin səthi mikrotədqiqat üçün olduğu kimi hazırlanır. İncə bir səth qatında işin sərtləşməsinin qarşısını almaq üçün elektrolitik cilalama tövsiyə olunur. Mikrosərtliyi təyin etmək üçün PMT - 3 cihazından istifadə olunur.Bu, cədvəlin aşağı mövqeyi olan şaquli mikroskop 1-dir, hansı ki

düyü. 2. Vickers cihazı

düyü. 3. PMT cihazının ümumi görünüşü - 3

Bu, 487 və 130 dəfə böyüdücü iki dəyişdirilə bilən linzaları (adətən 487 böyüdücü istifadə edirlər) və izlərin diaqonalını ölçmək üçün bir mikrometre 4 olan səhnənin aşağı mövqeyi olan şaquli mikroskop 1-dir. Cədvəl 2-ni döndərərək, 3-cü bölmədə seçilmiş yer indenter - piramidanın altına gətirilir. Sərtliyin ölçülməsi prinsipi Vickersə görə eynidir, yalnız piramida daha yüksək istehsal dəqiqliyinə malikdir. Əncirdə. Şəkil 3 PMT - 3 cihazının ümumi görünüşünü göstərir.

Yük seçimi ölçmə vəzifəsindən asılıdır. Çapın mərkəzi bölmənin kənarından və ya bitişik çapın kənarından ən azı iki çap diaqonalı olmalıdır. Əgər girinti kənara çox yaxındırsa, girintilərin girintisi asanlaşır və buna görə də sərtlik dəyəri çox aşağıdır. Birinci təəssürat ikinciyə çox yaxındırsa, ikinci təəssürat artıq birinci girintidən bərkimiş ərazidə olacaq, buna görə də sərtlik çox yüksəkdir.

Aşağı yükdə, izin ölçülməsində nisbi səhv böyükdür və bölmənin keyfiyyəti daha çox təsirlənir, buna görə də ən böyük yükü götürmək məsləhətdir.

Sərtlik sayını formula ilə müəyyən etmək əvəzinə, adətən 0,2 yük üçün hesablanmış cədvəllərdən istifadə edir; 0,5; 1 və 2 H. Ancaq tək bir taxılın sərtliyini ölçmək istəyirsinizsə, iz o qədər kiçik olana qədər yükü azaltmalısınız ki, taxılın kənarlarında ən azı iki diaqonal qalsın. Görünən taxıl sərhədindən uzaq olan girinti belə, bölmənin səthinin altında kiçik bir dərinlikdə onun altında başqa bir fazanın (daha sərt və ya daha yumşaq) olması səbəbindən həddindən artıq qiymətləndirilmiş (və ya az qiymətləndirilmiş) sərtlik dəyəri verə bilər. İntenter ona qarşı "durur" və ya əksinə, sərt qabıqdan yumşaq substrata "düşür". Buna görə də, ölçülən mikrosərtlik dəyərlərinin səpilməsi, bir qayda olaraq, adi sərtlik ölçmələrinə nisbətən daha böyükdür. Mikrosərtlik ölçmələri yalnız ölçülərin diaqonal sayı düzgün statistik şəkildə işləndikdə dəyərlidir.

Mikrosərtliyin H orta dəyəri düstur (6), kök-orta kvadrat dəyərləri S A - düstur (7) ilə hesablanır.

(6)

burada n ölçmələrin sayıdır,

H i – cari ölçü.

Alınan məlumatları kompüterdə emal etmək üçün transformasiyalar edildi

sərbəstlik dərəcələrinin sayı

harada
- dispersiya;

A struktur komponentinin ölçülərinin dispersiyasıdır;

B struktur komponentinin ölçülərinin dispersiyasıdır.

Tələbə meyarı düsturla hesablanır

Dəyərlərə görə və Cədvəl 6-dan P-nin qiymətini tapın - faktiki sərtlik H 1 və H 2-nin eyni olmasından ehtimallar. P = 0.9 dəyəri o deməkdir ki, 90% -dən çox ehtimalla birinci və ikinci nümunələrin mikrosərtlik dəyərləri üst-üstə düşməlidir. Kiçik P dəyərləri sərtlikdə əhəmiyyətli bir fərqin mövcudluğunu göstərir.

Mikrosərtliyin ölçülməsi qaydası

Mikrosərtliyi ölçməzdən əvvəl lazımdır:

Tədqiq olunan nümunənin səthini mikrostruktur analizdə olduğu kimi hazırlayın (daşlama - cilalama - aşındırma),

Okayarın bölünmə dəyərini müəyyənləşdirin - mikrometr ("Kəmiyyət təhlili" əsərinə baxın).

Ölçüdən asılı olaraq gözlənilən sərtliyə qədər yük seçin.

Səhnənin üfüqi müstəvisinə ciddi şəkildə paralel olaraq əl presi və plastilin istifadə edərək nazik hissəni qeyri-metal boşqaba düzəldin.

Bundan sonra ölçməyə başlayırlar.

Masanın üzərinə nazik kəsikli bir boşqab quraşdırılmışdır.

Stolun mikrovintlərlə hərəkət etdirilməsi ilə, inyeksiya üçün seçilən yer göz qapağının kəsişməsinin altına gətirilir.

Göz mikrometrinin 7 barabanını sıfır vəziyyətinə qoyun.

Nümunə yük altında olarkən stolu dayanana qədər çevirin (rəvan edin).

Nümunə yavaş-yavaş (10-15 s) girinti qəfəsinin sapını 4 çevirərək və 5 saniyə saxlamaqla yüklənir, bundan sonra qəfəsin sapı ilkin vəziyyətinə qaytarılır. Hər dəfə masanı çevirməzdən əvvəl almaz piramidasının qaldırıldığından əmin olmalısınız. Diqqət! Stolun ucu (ucu) aşağı salınmış halda fırlanması almazı qıra bilər.

Yükü götürdükdən sonra masa fırlanma yolu ilə orijinal vəziyyətinə qaytarılır, yəni. mikroskop altında. Çap çarpaz işarədən əhəmiyyətli dərəcədə çıxarılarsa (bax. Şəkil 4. (1)), vintlər 9 (Şəkil 3) çapın şəklini diqqətlə çarpaz işarəyə köçürün.

Mikrovint 7 çarpaz işarəni 1-ci mövqedən 2-ci vəziyyətə keçirir (şəkil 4) və mikrovint 7-nin əzasında əzanın d div bölmələrində izin diaqonalının uzunluğunu müəyyən edir.

Ölçmə nəticələri cədvələ daxil edilir. Mikronlarda çap diaqonalının dəyəri əvvəllər tapılmış bölmə dəyəri nəzərə alınmaqla düsturla müəyyən edilir.

d µm =
d div.

düyü. 4. PMT-3 cihazının göz qapağında çapların diaqonalının ardıcıl ölçülməsi üsulları - mikrometr AM9-2 (AM9-1)

düyü. 5. Yenidən hesablamadan mikrosərtliyin təyini üçün qrafik

Diaqonalın hər bir ölçülmüş dəyərini sərtliyə çevirdikdən sonra orta sərtlik dəyəri tapılır (hər ölçmə üçün ayrıca). Sərtliyin diaqonalın uzunluğundan asılılığı qeyri-xətti olduğundan əvvəlcə orta diaqonalı hesablamaq, sonra isə ondan sərtliyi tapmaq mümkün deyil. İşi sürətləndirmək üçün düstur (5) istifadə edərək, qrafik kağızı üzərində qurmaq tövsiyə olunur, d hallarının koordinatlarında bir qrafik - sərtlik və ondan bütün sərtlik dəyərlərini tapın.

İş üsulu

Bu işdə tələbələr PMT-Z cihazında Brinell, Rockwell, Vickers və mikrosərtliyin təyin edilməsi texnikası ilə tanış olur və digər işləri yerinə yetirərkən özbaşına sərtliyi təyin edə bilmələri üçün vərdiş əldə edirlər. Bundan əlavə, tələbələr Brinell, Rockwell, Vickers preslərinin dizaynı, PMT-3 cihazı və onların iş prinsipi ilə tanış olurlar.

Brinell və Rockwell üsulu ilə sərtliyin təyini üçün tapşırıq

Tələbə fərdi problemi öyrənir (bax: Əlavə 1) və onu müstəqil həll edir. Testə başlamazdan əvvəl şagird nümunələrdən hansının Brinell, hansının isə Rokvelə görə sınaqdan keçirilməli olduğunu öyrənir.

Nümunələrin qalınlığını əvvəllər kaliperlə ölçərək nümunələrdə sərtliyi ölçün.

Cədvəl 2-dən istifadə edərək, topun diametrini seçin və yükləyin.

Rockwell-ə ​​uyğun olaraq sınaqdan keçirərkən, cədvəldən istifadə edərək sərtliyi hansı miqyasda ölçmək lazım olduğunu (A, B, C və F miqyasında) müəyyən etmək lazımdır. 3. Nümunənin Brinell və Rockwell sərtliyini ölçün və müqayisə edin.

Brinell sərtliyi cədvəldən müəyyən edilir və düstur (2) ilə hesablanır. Nəticələri müqayisə edin. İki perpendikulyar istiqamətdə girinti diametrini ölçün və orta dəyəri götürün.

Rockwell sərtliyi üç ölçmənin orta hesabla müəyyən edilir.

Cədvəl 8-dən istifadə edərək dartılma gücü və dözümlülük həddini təyin edin.

Bütün nəticələri cədvəllərdə qeyd edin.

Vickers sərtlik tapşırığı

Cihazda eyni vaxtda 2-3-dən çox tələbə işləyə bilməz. Vickers sərtliyini ölçmək üçün nümunələr üyüdülür və cilalanır. İstilik müalicəsinə məruz qalmış müxtəlif dərəcəli karbon və ya ərinti polad nümunələri (tavlama, normallaşdırma, sərtləşdirmə, istiləşmə) HV sınağına məruz qalır.

Yuvlanmış vəziyyətdə 20, 35, 45, U7, U8, U12 müxtəlif dərəcəli karbon poladlarının sərtlik testlərini aparın. Karbon tərkibinin poladın sərtliyinə təsiri haqqında nəticə çıxarın. Quruluşun dəyişməsi ilə bağlı əldə edilən nəticələri izah edin.

45, U8 poladı normallaşdırılmış, bərkimiş və temperlənmiş vəziyyətdə sınaqdan keçirmək. İstilik müalicəsinin poladın xüsusiyyətlərinə təsiri haqqında nəticə çıxarın.

Brinell və Rockwell-ə ​​görə tavlanmış nümunələrdən birini sınaqdan keçirin, Brinell və Rockwell-ə ​​görə Vickers-ə görə alınan sərtlik nömrələrini müqayisə edin. Müəllimin göstərişi ilə 1, 2, 3-cü bəndlərə uyğun olaraq oxşar tapşırıq alaşımlı polad markaları üçün yerinə yetirilə bilər.

Vickers sərtliyini ölçərkən hər nümunədə 10-15 çap edilir.

Ölçülmüş nəticələri cədvəldə qeyd edin.

Mikrosərtliyin təyini üçün tapşırıq

Bir PMT-3 cihazında eyni vaxtda 2-3-dən çox tələbə işləyə bilməz.

Fərdi tapşırığa uyğun olaraq nümunələrin mikrosərtliyini ölçün (bax. Əlavə 2).

İncə hissədə müxtəlif fazaların və ya struktur komponentlərin sərtliyi ölçülür. Əgər karbon poladdırsa (məsələn, Art. 45), onda ferrit və perlitin sərtliyi müəyyən edilir. Tələbə hər bir struktur komponent üzrə 15 çap edir.

Hər bir tələbə H-nin orta qiymətini, eləcə də cədvələ daxil edilənlərin hamısını hesablayır. 7 dəyər (hər mərhələ üçün ayrıca).

Perlit və ferrit mikrosərtliyinin 30-45 ölçülən dəyərlərindən 10 vahid intervalla. hər bir struktur komponent üçün mikrosərtliyin paylanması histoqramını qurun.

Düsturlardan (8), (9), (10) və nişandan istifadə etməklə. 6 Ferrit və perlitin sərtliyində aşkar edilmiş fərqin nə dərəcədə etibarlı olduğunu yoxlayın, əgər:

1. 3 ölçmə istifadə edin, hər bir komponentin sərtliyi,

   10 ölçmə istifadə edin,

   20, 30, 45 ölçmələrdən istifadə edin (iki-üç şagirdin məlumatlarını birləşdirin).

Alınan nəticələri qrafik şəkildə göstərin.

Hesabat forması

Tələbə iş haqqında yazılı hesabat təqdim edir, ona aşağıdakılar daxildir:

Brinell, Rockwell, Vickers-ə görə sərtliyin tərifinin qısa təsviri və nəzəri müddəaların və düsturların təqdimatı ilə mikrosərtlik.

Əsas hissələrin təyinatını göstərən cihazlardan birinin sxemi.

Fərdi problemin həlli üçün alət və sınaq şərtlərinin seçilməsi üçün yazılı əsaslandırma.

İstilik müalicəsinin növündən asılı olaraq sərtliyin dəyişməsinin səbəblərini izah edən cədvəl və qrafik şəklində sınaq nəticələri.

Fərdi məsələnin həlli ilə yanaşı, hər bir şagird Brinell, Rockwell, Vickers və PMT-3 cihazlarında sərtliyin təyini üçün tapşırıqlarda göstərilən əlavə işləri yerinə yetirir və hesabatda öz əksini tapmalıdır.

Biblioqrafik siyahı

1. Qvozdev A.G. Materialşünaslıq üzrə laboratoriya seminarı. Dərslik [Mətn] / A.G. Qvozdev. Lipetsk: LGTU, 2002.

2. Livshits B.G. Metalloqrafiya [Mətn] / B.G. Livşits. Moskva: Metallurgiya, 1971.

3. Zaxarova A.M. İkili və üçlü sistemlərin vəziyyət diaqramları [Mətn] / A.M. Zaxarova. Moskva: Metallurgiya, 1978.

4. Kremator B.I. Metalloqrafiya və metalların və ərintilərin fiziki xassələrinə dair laboratoriya seminarı [Mətn] / B.I.Krimer, E.V. Pançenko, L.A. Şişko, V.N. Nikolaeva, Yu.S. Avraamov. Moskva: Metallurgiya, 1966.

5. Panchenko E.V. Metaloqrafiya laboratoriyası [Mətn] / E.V. Pançenko, Yu.A. Skakov, B.I. Kremer, P.P. Arsentiev, K.V. Popov, M.Ya. Zwilling. Moskva: Metallurgiya, 1965.

6. Ştremel M.A. "Ərintilərin möhkəmliyi" xüsusi kursu üzrə laboratoriya seminarı. 1-ci hissə. [Mətn] / M.A. Ştremel. Moskva: Metallurgiya, 1968.

Cədvəl 1

Brinell sərtlik nömrələri, HB (MN / m 2 ∙ × 10 -1)

Topun diametri 10 mm

Topun diametri 5 mm

Topun diametri 2,5 mm

cədvəl 2

Brinell sərtliyi

Cədvəl 3

Rockwell test tərəziləri

Cədvəl 4

Cədvəl 5

Müxtəlif üsullarla müəyyən edilən sərtlik nömrələri üçün müqayisə cədvəli

Cədvəl 6

Verilmiş sərbəstlik sayı və verilmiş ehtimal P üçün t dəyərləri

Cədvəl 7

Metalların və ərintilərin sərtliyi və möhkəmliyi arasında əlaqə

Əlavə 1

Brinell və Rockwell metodu ilə sərtliyin müəyyən edilməsi üçün tələbələr üçün fərdi tapşırıqlar

1-10-cu tapşırıqlarda. Brinell və Rockwell alətlərində metalın və ya ərintinin sərtliyini ölçün və nəticələri müqayisə edin:

No 1 - texniki dəmir, No 2 - alüminium, No 3 - mis,

№ 4 - yumşaq polad, № 5 - volfram, № 6 - titan, № 7 - polad 20,

No 8 - polad 45, No 9 - polad U8, No 10 - polad UI2.

11-14-cü tapşırıqlarda. Müxtəlif qalınlığa malik olan nümunələrin sərtliyini ölçün və alınan nəticələri müqayisə edin:

№ 11 - yumşaq polad, № 12 - titan ərintisi, № 13 - mis,

№ 14 - yaşlı duralumin.

15-22-ci tapşırıqlarda. Müxtəlif yüklərdən istifadə edərək bərkimiş polad nümunələrinin sərtliyini ölçün. Əldə edilən nəticələr müqayisə edilir:

No 15 - polad 45, No 16 - polad 40X, No 17 - polad R18, No 18 - polad U7,

No 19 - R9 polad, No 20 - U12 polad, No 21 - KhVG polad, No 22 - 9XS polad.

Tapşırıq 23-26, Müxtəlif istilik müalicələrinə məruz qalan nümunələrdə səth qatının sərtliyini ölçün:

№ 23 - bərkimiş polad, № 24 - karbürləşdirmə + sərtləşmə,

No 25 - nitridləmə, № 26 - HDTV sərtləşməsi.

№ 27 - 3 mm qalınlığında bir nümunədə 2,5, 5 və 10 mm-lik bir top ilə çap edin. Girinti diametrini ölçün və sərtliyi hesablayın, nəticələri müqayisə edin və uyğunsuzluğu izah edin.

№ 28 - Yüngül polad nümunəsində Brinell cihazında bir-birindən 0,5 və 4 mm məsafədə yerləşdirərək bir sıra çap edin. Alınan sərtlik dəyərlərini müqayisə edin və onların fərqini izah edin.

#29 - Bir top və konus ilə karbon polad nümunəsinin (tavlanmış) sərtliyini ölçün. Nəticələri müqayisə edin.

30-37-ci tapşırıqlarda. 187,5 yüklə verilmiş ərintilərdə HB sərtlik testlərini aparın; 750; 1000; Əlvan ərintilər üçün 1250 və 1500 N × 10 -1 və 750, 1000, 1250, 3000 N × 10 -1 poladlar üçün, top D = 10 mm olan çuqunlar üçün. Hər bir yük üçün P sərtliyini hesablayın. lgP - lgd loqarifmik asılılığının qrafikini çəkin, yük və sərtlik arasındakı riyazi əlaqədə d və n sabitlərini qrafik olaraq təyin edin. P=ad n

No 30 - alüminium ərintisi, № 31 - latun, № 32 - mis,

No 33 - transformator poladı, № 34 - U12 polad, № 35 - boz çuqun,

No 36 - ağ çuqun, № 37 - dəyişdirilmiş çuqun.

38-49-cu tapşırıqlarda. Verilmiş bir ərintidə müxtəlif diametrli toplarla (2,5; 5; 10 mm-də P = const) sərtlik testlərini aparın və topun diametrinin sərtliyə təsiri haqqında bir nəticə çıxarın:

No 38 - polad 20, P=7500 N, No 39 - polad 45, P=7500 N,

No 40 - polad U8, R = 7500 N.

№ 41 - Nümunəni müxtəlif diametrli toplarla sərtlik üçün yoxlayın: 2,5, 5 və 10 mm. Eyni sərtlik dəyərini əldə etmək üçün tələb olunan yüklər P/D 2 = const tənliyindən hesablanır.

№ 42 - Müxtəlif dərəcəli poladdan Rockwell sərtlik testini aparın: 20, 45, U7, U10, 712 tavlanmış vəziyyətdə. Karbon tərkibinin poladın sərtliyinə təsiri haqqında nəticə çıxarın (HR=φ(%C) qrafiki).

#43 - Alüminium, tavlanmış və bərkimiş polad nümunələri üzərində müvafiq girintiləri və yükləri seçərək Rockwell testini həyata keçirin.

№ 44 - 5, 20, 50% Sv olan Pb-Sb sisteminin ərintilərinin üç nümunəsinin Rockwell sərtliyini ölçün. Pb–Sb diaqramını çəkin və əldə edilən sərtlik qiymətlərindən istifadə edərək, diaqramın üzərində tərkibindən asılı olaraq sərtliyin dəyişməsini göstərən xətt çəkin. Sərtliyin dəyişməsinin ərintinin strukturu ilə necə əlaqəli olduğunu izah edin.

No 45 - 10, 30 və 42% Zn olan Cu - Zn ərintilərində 44 nömrəli tapşırıqda göstərilən işləri yerinə yetirin.

46-49-cu tapşırıqlarda. İki nümunənin sərtliyini ölçün, onlardan biri deformasiyaya uğramış vəziyyətdə, digəri isə yenidən kristallaşmış vəziyyətdədir. Hansı nümunənin yenidən kristallaşdığını və onun təxmini temperaturunu göstərin. Yenidən kristallaşma zamanı metalın strukturunda hansı dəyişikliklərin sərtliyin dəyişməsinə səbəb olduğunu izah edin. İstifadə etdiyiniz material olaraq: № 46 - polad 20, № 47 - mis, № 48 - latun, № 49 - alüminium,

№ 50 - 20 mm qalınlığında bir nümunə bərkidilir, sonra məhv edilir və qırıq tərəfdən üyüdülür. Nümunənin qalınlığı boyunca sərtliyi ölçün (hər 2 mm), koordinatlarda bir qrafik qurun: sərtlik - nümunənin səthindən məsafə. Yaranan əyrinin gedişatını izah edin.

No 51 - Yüksək sürətli poladdan hazırlanmış iki kəsicinin sərtliyini ölçün (ölçmələr təmizlənmiş səthdə aparılır).

Əldə edilən nəticələrə əsasən, kəsicilərdən hansının son istilik müalicəsinə məruz qaldığını, hansının hələ də keçməsi lazım olduğunu izah edin.

№ 52 - A, B, C və F şkalalarından istifadə edərək 45 poladın sərtliyini ölçün.Alınan sərtlik qiymətlərini müqayisə edin, əvvəlcə onları Brinell nömrələrinə çevirin. Alınan nəticələrdəki uyğunsuzluğun səbəblərini və bu halda hansı şkalanın tətbiq edilməli olduğunu izah edin.

Əlavə 2

Ölçmə, mikrosərtlik üçün fərdi tapşırıqlar

No 1 - Polad 20-də ferritin və U7 poladda perlitin mikrosərtliyini ölçün.

No 2 - Polad 30-da ferritin və U7 poladda perlitin mikrosərtliyini ölçün.

#3 - Polad 40-da ferrit və perlitin mikrosərtliyini ölçün.

#4 - Polad 45-də ferrit və perlitin mikrosərtliyini ölçün.

5-8 nömrəli tapşırıqlarda - Yuvlama və normallaşmaya məruz qalan poladda ferrit və sorbitolun mikrosərtliyini ölçün:

№ 5 - polad 20X. № 6 - polad 30X. № 7 - polad 40X. № 8 - polad 50X,

9-11-ci tapşırıqlarda. t = 850 ° C-də tavlanmış poladlarda ferrit, perlit və struktursuz karbidlərin mikrosərtliyini ölçün:

№ 9 - polad P9. № 10 - polad PI8. № 11 - XI2 polad.

12-15-ci tapşırıqlarda. Alaşımlı elementlərin ferritin sərtliyinə təsirini öyrənmək. Nümunələr 760-780°C temperaturda tavlanır.

№ 12 - polad 1XI3. № 13 - polad 2X13. No 14 - transformator polad.

№ 15 - dinamo polad.

#16 - Tərkibində 15% Sb olan qurğuşun babbitində struktur komponentlərin mikrosərtliyini təyin edin.

No 17 - Pirinçdə (40% Zn) fazaların mikrosərtliyini təyin edin.

No 18 - Polad 45 740 o C temperaturdan natamam sərtləşməyə məruz qalır. Ferrit və martensitin sərtliyini təyin edin.

19-25-ci tapşırıqlarda. Polad bükülmüş kimyəvi-termik müalicə. Səth təbəqəsindəki mikrosərtliyi təyin edin və məruz qalan nümunənin təbəqəsinin dərinliyi üzrə mikrosərtliyin paylanması qrafikini qurun:

№19 karbürləmə, №20 karbürləşdirmə və söndürmə, №21 azotlama,

Aktivləşdirmə üçün 22 nömrəli, borlama üçün 23 nömrəli.

24-27-ci tapşırıqlarda. 20, 50, 100 və 200 N×10 -1 yüklərdə ferritin sərtliyini ölçün və aşağıdakı polad markalarında mikrosərtlik fərqini izah edin;

No 24 - polad 20, № 25 - polad 25, № 26 - transformator polad,

No 27 - U8 polad (perlit üçün).

Brinell, Rockwell, Vickers və PMT-3 cihazlarında sərtliyin təyini zamanı təhlükəsizlik tədbirləri

Elektrik qurğularında işləyərkən ümumi təhlükəsizlik qaydalarına əməl edin.

Yük yaratmaq üçün istifadə olunan çəkilərin düşməsinin qarşısını almaq üçün çəkilərin asılması alternativ yuvalarla (ox ətrafında 90 ° fırlanma) həyata keçirilməlidir.

Silindrik səthlərin sərtliyini təyin edərkən, xüsusi prizmatik nozzilərdən istifadə edin.

Şatov Yuri Semenoviç

Qorbunov İvan Petroviç

Qvozdev Anatoli Qriqoryeviç

METALLARIN SƏRTLİYİNİN ÖLÇÜLMƏSİ

Laboratoriya işləri üçün göstərişlər

Sərtliyin ölçülməsi sərtlik, xarakteri ilə fərqlənən ... Ən çox istifadə olunur ölçü sərtlik sınağa basaraq Metalşəklində girinti... metallarüstündə sərtlik Brinell nömrəsinə görə sərtlik Brinell-ə ​​görə ölçülür ...

Sərtlik- bu, bir metalın başqa, daha möhkəm bir cismin içərisinə nüfuz etməsinə müqavimət göstərmək qabiliyyətidir.

Metalın sərtliyi metalların və ərintilərin möhkəmlik, aşınma müqaviməti və s. kimi əsas xüsusiyyətləri ilə sıx əlaqəli olduğu üçün çox vacib bir xüsusiyyətdir.

Hal-hazırda var çoxlu yollar metalların sərtliyinin təyini. Onlardan bəzilərini nəzərdən keçirək, sənayedə ən çox istifadə olunur.

Polad topun girintisi ilə sərtliyin təyini (Brinell üsulu)

Güc altında bərkidilmiş bilyalı poladdan hazırlanmış bir polad top metal səthə sıxılır.

Xüsusi böyüdücü şüşədən istifadə edərək, çuxurun diametri ölçülür. Cihaza əlavə edilmiş cədvəllərə əsasən H E sərtliyinin dəyəri müəyyən edilir.

Sınaq üçün xüsusi Brinell tipli pres istifadə olunur, görünüş hansı şəkildə göstərilmişdir

Polad top mandreldə sabitlənmişdir 2.

Sınaq ediləcək nümunə səhnəyə qoyulur. 1 və sükanla topa qalxır 4.

Motoru işə saldıqda 5 press yüklənir 3 aşağı salınır və nümunəyə bir polad top sıxılır.

Polad üçün bu üsulla müəyyən edilən sərtlik dəyəri ilə əlaqədardır dartılma gücü Təcrübədə bəzən istifadə olunan nisbət:

Almaz konusunun girinti dərinliyi ilə sərtliyin təyini (Rokvell üsulu)

Apeks bucağı 120° olan almaz konusu metala 10 sabit ön yükləmə ilə basılır. kq, və sonra 60 və ya 150 rəf yükü kq.

Sınaq üçün görünüşü Şəkildə göstərilən xüsusi bir mətbuat istifadə olunur. 25.

Almaz konus bir mandreldə quraşdırılmışdır 4.

Nümunə "masa 3"ə quraşdırılır və əl çarxından istifadə edərək qaldırılır 2 10 kq-a qədər yük.

Qələm 1 yük buraxır 6 , konusları metalın içərisinə basmaq üçün qüvvə yaradan. Girinti dərinliyi, yəni. göstərici ilə göstərilən sərtlik dəyəri 5.

Sərtlik dəyərləri bu üsul tam və ilkin yüklərin təsiri altında almaz konusunun girinti dərinliyindəki fərqlə müəyyən edilir.

Metal nə qədər sərt olsa, almaz girintili olduqda bir o qədər az dərinliyə nüfuz edərsə, sərtlik sayı bir o qədər çox olar.

Bu üsul üçün standart yük 150-dir kq.

Göstərilən sərtlik H RC. Bəzi hallarda, məsələn, nazik bir nümunədə sərtliyi ölçərkən və ya bir metal səth təbəqəsinin sərtliyini ölçərkən, bir yük tətbiq olunur. əvvəl 60kq.

Yumşaq materialların sərtliyinin ölçülməsi

Eyni cihazda etmək mümkündür yumşaq materialların sərtliyinin ölçülməsi(əlvan metallar, tavlanmış polad).

Bu halda, diametri 1,59 mm (1/16") olan bərkimiş polad top istifadə olunur. Standart yük 100-dir kq, və sərtlik dəyəri indeksi ilə qeyd olunur H RB .

Dinamik topun girintisi ilə sərtliyin təyini

Sərtliyi dəyişdirərkən kütləvi hissələr və strukturlar yuxarıda təsvir olunan cihazlardan istifadə etmək mümkün olmadıqda, şəkildə göstərilən portativ cihazdan istifadə edin:

Cihaza istinad nümunəsi 1 yerləşdirilir.Cihaz çəkiclə vurulduqda xüsusi top 2 tədqiq olunan obyekt və sərtliyi məlum olan istinad nümunəsi üzərində izlər qoyur.

Nümunənin və hissənin deşik diametrlərinin müqayisəsi cədvəllərə uyğun olaraq hissənin sərtliyini təyin edin.

Elastik geri çəkilmə üsulu ilə sərtliyin təyini

Məhsulun səthini korlamamaq üçün girinti üsullarından istifadə etmək mümkün olmadığı hallarda, bir cihaz istifadə olunur, elastik geri çəkilmə üsulu ilə metalın sərtliyinin təyini.

Şəkil cihazın görünüşünü göstərir:

Daimi hündürlükdən müəyyən bir çəkidə bir hücumçu metalın üzərinə düşür və ribaundlar. Reboundun böyüklüyü sərtliyə görə mühakimə olunur. Sərtlik nə qədər böyükdürsə, hücumçunun geri sıçrayışı da bir o qədər çox olur.

Bu test metodunun performansı çox böyük(saatda bir neçə yüz ölçmə). Bununla belə, tətbiq oluna bilər sadəcə müqayisə üçünöz aralarında məhsulların sərtliyindən eyni metal və ya olan metallardan eyni elastik xüsusiyyətləri.