Измерительные приборы и образцы

В настоящее время существует много приборов для определения твердости. Например, для определения твердости по Бринеллю - приборы ТШ-2, ТБ- 5004; по Виккерсу – ТП-2; по Роквеллу - ТР-5006. Универсальный прибор УПТ позволяет определять твердость всеми тремя методами. В качестве примера показана схема полуавтоматического прибора для измерения твердости металлов методом Бринелля (рис. 3.6). Образец 1 кладется на предметный столик 2 и подводится до соприкосновения с шариком 5, вращением маховичка 4. Нажатием пусковой кнопки 7 включается электромотор. Усилие от грузов 12 через рычаги 11, 14 передается на шарик 5, автома­тически удерживается в течение 10-15 с, затем производится автоматическая разгрузка. Принципиальные схемы устройства приборов определения твердости по Виккерсу и Роквеллу аналогичны.

Со схемами приборов и инструкциями по определению твердости, можно более подробно ознакомиться на рабочем месте при выполнении лабораторной работы.

Требования к образцам и приборам при определении твердости оговарива­ются соответствующими ГОСТами.

Стандарты предусматривают следующие основные требования при измерении твердости.

1. Поверхность испытуемого образца должна быть тщательно подготовлена и свободна от окалины и других посторонних веществ. При подготовке поверхности надо принять меры предосторожности против возможного наклепа или нагрева поверхностного слоя в результате механической обработки.

2. Испытуемый образец должен быть без короблений и лежать на столике прибора устойчиво. Необходимо обращать особое внимание на качество поверхности образца не только со стороны внедрения индентора, но и со свободной стороны, которой он кладется на предметный столик прибора - она должна быть ровной, без местных выступов (например, не допускается с этой стороны наличие даже мелких отпечатков от шарика, конуса или пирамиды). Это объясняется тем, что под действием нагрузки выступы будут сминаться, что приведет к кажущемуся уменьшению твер­дости в результате увеличения размера h. Требования этого пункта имеют особое значение только при определении твердости по Роквеллу.

При определении твердости по Бринеллю:

· минимальная толщина образца H должна быть не меньше 10 -кратной глубины отпечатка h (см. рис. 3.1);

· расстояние от края отпечатка до края образца или до соседнего отпечатка должно быть не меньше (2-3) d. Это требование обусловлено тем, что деформирование образца у края будет облегчаться, а близко расположенные соседние отпечатки упрочняют материал;

· на образец наносится три отпечатка;

· диаметр каждого отпечатка замеряется в двух взаимноперпендикулярных направлениях, результаты замеров d₁ и d₂ заносятся в протокол, образец которого приводится ниже, и подсчитывается средний диаметр

d_ср = (d₁ + d₂)/ 2.

Измерение диаметров отпечатков производится с помощью специального отсчетного микроскопа на лабораторном столе. На рис. 3.7 показано изображение отпечатка, видимое в микроскоп (увеличение микроскопа обычно равно 24). Один из краев отпечатка необхо­димо совместить с нулевым штрихом шкалы и произвести отсчет по шкале с точностью до 1/2 деления. Видимое в микроскоп расстояние между большими штрихами соответствует одному миллиметру. Полученный раз­мер диаметра отпечатка записывают сразу в миллиметрах. Так на рис. 3.7 имеем: d = 4,75 мм.