Материалдардың қаттылығын анықтау

Определение твердости материалов

Материалдардың қаттылығын анықтау

Жұмыстың мақсаты:

Металдардың қаттылығын өлшеу әдістерін оқып үйрену және өлшеу құралдарының тұрақсыздығы мен беттік қасиеттердің қаттылық мәніне әсерін анықтау.

1. Қаттылықты сынау туралы жалпы мәліметтер

Қаттылық деп -материалдың тұрақты деформацияларды қабылдамайтын басқа дененің енуіне қарсы тұру қасиетін түсінеді.

Қаттылықты сынау – материалдардың ең массивті жоғары өнімді бұзбайтын сынағы зерттелетін материалдың қасиеттерін физика-химиялық талдаудың сенімді және жан-жақты әдісі болып табылады.

Қаттылық пен микроқаттылық сынақтары ең жұмсақтан (мысалы, графит) ультра қаттыға (алмас, карбидтер және т.б.) дейінгі материалдардың дерлік шексіз ауқымын қамтиды.

 Микроқаттылық сынақтары басқа механикалық сынақтар үшін үлгілерді дайындау мүмкін емес ең нәзік материалдарда (минералдар, шыны және т.б.) пластикалық бұзылмаған іздерді алуға мүмкіндік береді.

 Қаттылықты өлшеу арнайы құрылғылармен - қаттылықты өлшейтін құралдармен жүзеге асырылады, олар қаттылықты шектеулі көлемде де (микрокөлемдерде, мұртшаларда, жұқа беттік қабаттарда және т.б. өлшеу), сонымен қатар көп тонналық құймалардың қаттылығын өлшеуге және үлкен- портативті қаттылықты өлшегіштері бар өлшемді бөлшектер.

Қаттылық пен микроқаттылықты өлшеудің 30-дан астам әдістері бар, оларды келесідей жіктеуге болады:

- шар, конус, пирамида, цилиндр, қалақ және т.б. түріндегі қатты ұшты әдетте тегіс беті бар сынақ корпусына ойысуға негізделген әдістер;

- сыналатын денені сызып тастауға негізделген әдістер: әртүрлі қаттылықтағы эталондық үлгілер жиынтығы; шар, конус, пирамида және т.б. түріндегі қатты ұшы;

- белгілі бір пішіндегі қатты ұшы бар (әдетте шар) сыналатын денеге тірелген маятниктің тербелісіне негізделген әдістер. 10 тербеліс уақыты, бір тербелістің амплитудасы, тербелістердің берілген амплитудаға дейін ыдырау уақыты және т.б.

Қаттылықты өлшеудің ең көп тараған әдістері Бринелл, Роквелл, Викерс және Шор болып табылады.

Бір материал үшін қаттылық мәні және оның өлшемі қолданылатын өлшеу әдісіне байланысты. Бұл жағдайда әртүрлі тәсілдермен анықталған қаттылық мәндерін қайта есептеу кестелер немесе эмпирикалық формулалар бойынша жүзеге асырылады .

Әдістемелік нұсқауда Бринелл, Роквелл және Виккерс әдісі бойынша бұйымдардың қаттылығын өлшеу әдістері келтірілген.

 Осы аталған әдістерге жеке-жеке тоқтала кетсек:

2. Бринелл бойынша қаттылықты өлшеу әдісі

2.1 Бринелл қаттылығын өлшеудің негіздері

Бринелль қаттылығын өлшеу әдісі- (ГОСТ 9012) үлгінің бетіне перпендикуляр түсірілген F күшінің әсерінен белгілі бір уақыт ішінде диаметрі D шарикті (болат немесе қатты қорытпа) үлгіге (бұйымға) басудан тұрады. күшті жойғаннан кейін шегіністің d диаметрін өлшеу (1-сурет).

[pic 1] [pic 2]

Шардың ықтимал деформациясымен байланысты қателерді жою үшін қаттылық 650 бірліктен аспайтын металдар үшін қаттылықты өлшеу жүргізіледі. Металдардың қаттылығы 450 бірліктен аз болғанда болат шарлар немесе қатты қорытпадан жасалған шарлар, қаттылығы 450 бірліктен жоғары, қатты қорытпадан жасалған шарлар қолданылады.

Өлшеу үшін Brinell қаттылығын өлшейтін құрал (ГОСТ 23677) және шарлардың бірқатар стандартты өлшемдері пайдаланылады: диаметрі 10,0 болат немесе қатты қорытпа; 5,0; 2.5; 2,0;1,0 мм.

Бринелль қаттылығы HB (қатты қорытпалы шар жағдайында HBW) белгісімен, алдына үш маңызды цифрдың қаттылығының сандық мәнімен, ал таңбадан кейін шардың диаметрін, түсірілген күштің мәнін көрсетеді. (кгс) және ұстау уақыты, егер ол 10 ... 15 с айырмашылығы болса.

Қаттылық өлшемі - қолданылған F күшінің A сфералық шегініс ауданына қатынасына сандық тең мән және мына формула бойынша есептеледі: