Випробування твердості за Віккерсом

Вимірювання мікротвердості. Вимірювання на мікротвер­дість проводять для дрібних деталей, тонких стрічок, фольг, азото­ваних і ціанованих шарів, структурних складових сплавів, де немо­жливо використати твердоміри Брінеля, Роквелла та ін.

Мікротвердість визначають твердоміром ПМТ-5 (рис. 8), на корпусі якого 12 закріплю­ється предметний столик 15 і стояк 6, по якому гайкою 5 при послабленому гвинті 3 можна переміщувати кронштейн 4 з тубусом 18 мікроскопа. По на­прямній у кінці кронштейна 4 обертанням гвинтів 1 (макроподача) і 2 (мікроподача) мо­жна переміщувати (вгору – вниз) тубус 18. У верхній час­тині тубуса розміщено нахи­лену трубку з окуляром 19, а в нижній – об'єктив 16. До ту­буса на кронштейні прикріп­лено механізм навантажен­ня 7 з алмазним наконечни­ком 9, який має вигляд чоти­ригранної алмазної піраміди з кутом при вершині 136° (рис. 9).

Рис. 8. Мікротвердомір ПМТ-5

Рис. 9. Схема випробування твердості за Віккерсом

Верхню частину предметного столика 15 рукояткою 11 можна повертати навколо осі на 180° від одного упора до іншого. За допомогою гвинтів 13 і 14 предметний столик можна переміщувати в двох взаємно перпендикулярних напрямках (координатне переміщення). На столик 15 установлюють мікрошліф 10.

Для навантаження використовують спеціальні вантажі у формі шайб з вирізом, що мають різну масу (2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 і 500 г). Алмазна піраміда 9 вдавлюється у зразок (мікрошліф) 10 під дією вантажу 8, що розміщується на штоці, при повороті рукоятки 17 на півоберта. Діагональ одержаного відбитка вимірюють окулярним мікрометром 20 і число твердості, кН/мм², визначають за формулою

кгс/мм², (6).

де Р – навантаження на піраміду, кН (кгс); d – довжина діагоналі від­битка, що є середнім арифметичним довжини обох діагоналей від­битка (рис. 10), мм.

Навантаження може застосовуватися від 49 до 1170 Н.

Рис. 7

Для вимірювання мікротвердості зразок (мікрошліф) 10 кладуть на предметний столик і за допомогою мікроскопа (окуляра 19 і об'єктива 16) вибирають місця для нанесення відбитка переміщення гвинтів 13 і 14 столика 15. Повертаючи столик на 180° навколо його вертикальної осі, рукояткою 11 підводять вибрані на шліфу місця під вершину алмазної піраміди і поворотом рукоятки 17 аретира вдавлюють у нього піраміду 9. Термін витримування під індентором становить 5 сек. Після цього індентор (піраміду) разом з вантажем піднімають у попереднє положення. Потім предметний столик по­вертають у зворотному напрямку на 180° доти, доки мікрошліф не стане під мікроскопом для вимірювання довжини діагоналі відбит­ка.

Рис. 10. Вимірювання довжини діагоналі відбитка окулярним мікрометром

мікротвердоміра ПМТ-5

Порядок вимірювання довжини діагоналі відбитка:

1. Обертанням барабана 21 (рис. 8) окулярного мікрометра 20 лівий кут перехрестя в окулярі 19 підвести (справа наліво) до правого кута відбитка (рис. 10, а).

2. Зафіксувати положення подвійного штриха в окулярі (між якими цифрами шкали він розміщений). Цифра, що розміщена злі­ва від подвійного штриха, покаже сотні, до яких потрібно додати показання лімба барабана. Наприклад, подвійний штрих лежить між цифрами 3 і 4 (рис. 10, б), що відповідає числу 300, а на лімбі барабана – число 56, тоді сума дорівнює 300+56=356.

3. Обертанням барабана окулярного мікрометра правий кут пе­рехрестя в окулярі підвести до лівого кута відбитка (рис. 10, в).

4. Провести відлік показання шкали і лімба барабана окулярно­го мікрометра, визначивши в окулярі, між якими цифрами розміс­тився подвійний штрих.

5. Від першого числа 356 відняти друге число 226 (356 – 226 = 130) і отримане число 130 відповідатиме довжині діагоналі відбитка.

6. Визначити довжину діагоналі відбитка в мікрометрах. Для цього отримане число 130 помножимо на ціну однієї поділки лімба барабана окулярного мікрометра (0,3 мкм) і дістанемо 130·0,3 = 39 мкм.

Щоб не вираховувати мікротвердість за формулою (6), користу­ються спеціальними таблицями (дод. 1), що розраховані на відпо­відні навантаження.

По закінченні експерименту заповнити протокол випробу­вання на мікротвердість (табл. 3).

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ТА ОФОРМЛЕННЯ РОБОТИ

1. Вивчити лекційний матеріал та методичні рекомендації до теми.

2. Вибрати індикатор і підрахувати навантаження відповідно до матеріалу, що випробовується.

3. Виміряти діаметр отриманого відбитка (при застосуванні метода Брінеля і визначити твердість за таблицею 4).

4. Визначити твердість за методом Роквелла.

5. Значення вибраного навантаження, форму індикатора, число твердості та матеріал, що випробовується, внести в таблицю протокола (за Брінелем) та таблицю (за Роквеллом) 3.

6. Заповнити таблицю 3.

Таблиця 3.

Протокол дослідження твердості на твердомірі Брінеля

Марка сталі	Навантажен­ня на інден­тор, кН	Діаметр кульки індентора, мм	Твердість
НВ	HRA	HRB	HRC	HV	HSh

Таблиця 4.

Співвідношення чисел твердості, визначених на різних твердомірах

Твердомір
Брінеля	Роквелла	Віккерса	Шора
Індентор
Діаметр відбит­ка, мм	Сталева кулька D=10мм	Алмазний ко­нус	Кулька D=1/16"	Алмаз­ний ко­нус	Алмазна піраміда	Стале­вий бо­йок
НВ	Шкала	НV	НSh
НRА	НRВ	НRС
2,20			–
2,25			–
2,30			–
2,35			–
2,40			–
2,45			–
2,50			–
2,55			–
2,60			–
2,65			–
2,70			–
2,75			–
2,80			–
2,85			–
2,90			–
2,95			–
3,00			–
3,02			–
3,05			–
3,10			–
3,15			–
3,20			–
3,25			–
3,30			–
3,35			–
3,40			–
3,45			–
3,50			–
3,55			–
3,60			–			–
3,65			–			–
3,70			–			–
3,75			–			–
3,80			–			–
3,85			–			–
3,90						–
3,95						–
4,00						–
4,05						–
4,10						–
4,15						–
4,20						–
4,25						–
4,30						–
4,35						–
4,40				–		–
4,45				–		–
4,50				–		–
4,55				–		–
4,60		–		–		–
4,65		–		–		–
4,70		–		–		–
4,75		–		–		–
4,80		–		–		–
4,85		–		–		–
4,90		–		–		–
4,95		–		–		–
5,00		–		–		–
5,05		–		–	–	–
5,10		–		–	–	–
5,15		–		–	–	–
5,20		–		–	–	–
5,25		–		–	–	–
5,35		–		–	–	–
5,30		–		–	–	–
5,40		–		–	–	–
5,45		–		–	–	–
5,50		–		–	–	–
5,55		–		–	–	–
5,60		–		–	–	–
5,65		–		–	–	–
5,70		–		–	–	–
5,75		–		–	–	–
5,80		–		–	–	–
5,85		–		–	–	–
5,90		–		–	–	–
5,95		–		–	–	–
6,00		–		–	–	–
6,10		–	49,5	–	–	–
6,20		–		–	–	–
6,36		–	43,5	–	–	–
6,48		–	40,5	–	–	–
6,56		–	38,5	–	–	–

Дата добавления: 2014-10-15