Особые способы определения твёрдости материалов

В качестве индентора используют алмазный конус при испытаниях твердых материалов и стальной закаленный шарик при испытаниях мягких материалов:

  а) нагрузка при использовании алмазного конуса устанавливается 60 кгс (500 Н) для материалов с очень высокой твердостью (твердых сплавов, режущей керамики), с тем, чтобы избежать скола алмаза;

б) нагрузка при использовании алмазного конуса в 150 кгс (1400 Н) устанавливается для менее твердых материалов (например, закаленных сталей)

в) стальной шарик при этом вдавливают с нагрузкой    60-100 кгс (900 Н).

Испытания выполняются на специальном приборе, имеющем черную (С) и красную (В) шкалы.

На поверхность объекта с высоты Нп падает специальный боек. При ударе часть энергии расходуется на пластическую деформацию исследуемого материала. Оставшаяся упругая деформация возвращается бойку в виде упругого отскока на величину H₀. При этом сам боек не деформируется, так как оснащен алмазным наконечником. Высота отскока бойка, определяемая величиной упругой деформации, тем больше, чем выше твердость материала.

Твердость определяется по высоте отскока бойка H₀.

Шкала твердости на приборе Шора разделена на 130 единиц. Она рассчитана таким образом, чтобы твердость закаленной эвтектоидной стали оказалась равной 100 единицам. Эти приборы часто используют для определения твердости непосредственно на деталях, особенно крупногабаритных.

В некоторых случаях, когда применение методов Бринелля, Роквелла, Виккерса и Шора невозможно, твердость металла определяют с помощью тарированных напильников  из материала с известной максимальной твердостью, до тех пор, пока еще возможно снятие стружки (при большей твердости напильник скользит по поверхности). Этот метод менее точен, но прост и легко применим в цеховых условиях.

2. Испытания на усталость

Усталостное разрушение металлов происходит в условиях повторяющихся знакопеременных напряжений, значения которых меньше предела прочности.

Этот процесс постепенного разрушения — усталость — заключается в том, что под действием большого числа циклов переменных нагрузок в наиболее нагруженном или ослабленном месте детали зарождается, а затем растет трещина, следовательно, площадь сплошного металла постепенно уменьшается, а напряжения возрастают.

Наступает момент, когда оставшаяся неповрежденной часть детали уже не может выдержать приложенной нагрузки, так как действующие напряжения превысили предел прочности, поэтому происходит быстрое разрушение металла.

Свойство материала противостоять усталости называется выносливостью. Наибольшее напряжение, которое выдерживает металл без разрушения называют пределом выносливости.

Испытание на усталость проводят на вращающемся образце с приложением постоянной изгибающей нагрузки. Напряжения в каждой точке образца за один оборот изменяются от положительных (растяжение) до отрицательных (сжатие), т.е. меняются по закону синусоиды.

Испытания выполняются следующим образом. При заданном напряжении определяется количество циклов до разрушения, полученное значение наносится на график. В результате получают кривую усталости.

3.Ответь на вопросы:

1. Вид нагружения образца, при котором нагрузка прилагается медленно и плавно возрастает – называется____________________________________

2. Индентор – это_________________________________________________

3. На рабочих чертежах деталей имеются символы НRС. Что они обозначают?___________________________________________________

4. Метод, который может быть использован для определения твёрдости стальных листов?_______________________________________________

5. Как ты можешь в домашних условиях определить твёрдость (приведи три мера, включая изученный)?________________________________________

Информация: конспект и поиск в интернете

Готовимся к практической работе по ознакомлению с методами определения твёрдости сплавов.

Преподаватель Горохова Галина Ивановна

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте