Sprawko badanie twardosci.doc

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z dwoma metodami badania twardości metali- metodą Rockwella i Vickersa.

Przebieg ćwiczenia:

·         W metodzie Rockwella określenie liczby twardości zostało oparte na pomiarach głębokości odcisków trwałych uzyskiwanych w różnych materiałach za pomocą ustalonego wgłębnika (stożka diamentowego lub kulki stalowej) i ustalonego nacisku. Badamy twardość płaskiej próbki, która wcześniej poddana została obróbce cieplnej i walcowaniu, wgłębnik twardościomierza to stożek diamentowy o kącie rozwarcia 120o z wierzchołkiem zaokrąglonym o promieniu 0,2 mm. Czas badania 10 sek. Wyniki pomiarów:

ü      Pomiar I- 59 HRC

ü      Pomiar II- 59 HRC

ü      Pomiar III- 60 HRC

Średnia: 59 HRC.

·         Metoda Vickersa polega na wciskaniu w badany materiał regularnego czworokątnego ostrosłupa diamentowego o kącie dwuściennym między przeciwległymi ścianami wynoszącym 136o , pod danym obciążeniem. Badamy następujące próbki:

• Płaskownik (stal kwasoodporna,  nacisk 147N)

Do obliczania wyniku przedstawiającego twardość próbki przy badaniu metoda Vickersa stosuje się następujący wzór :

HV= 0,18915 * F/d2                             , gdzie

F – siła obciążająca,

d- długość przekątnych odcisku.

Wyniki pomiarów:

ü      Pomiar I- 0,436mm

ü      Pomiar II-0,451mm

ü      Pomiar III-0,437mm

Średnia- 0,442 mm

Wynik w HV: 142 HV

• Kostka (stal węglowa, nacisk 147N)

Wyniki pomiarów:

ü      Pomiar I- 0,382 mm

ü      Pomiar II- 0,390 mm

ü      Pomiar III-0,395 mm

Średnia- 0,389 mm

Wynik w HV- 184 HV

• Płytka aluminiowa (nacisk 147 N)

Wyniki pomiarów:

ü      Pomiar I-1,119 mm

ü      Pomiar II- 1,146 mm

ü      Pomiar III- 1,134 mm

Średnia-  1,133 mm

Wynik w HV- 22 HV

• Płytka aluminiowa (nacisk 49N)

Wyniki pomiarów:

ü      Pomiar I- 0,636 mm

ü      Pomiar II- 0,642 mm

ü      Pomiar III- 0,640 mm

Średnia- 0,639 mm

Wynik w HV- 22 HV

Wnioski:

Zalety metody Rockwella:

a / możność stosowania go do badania wyrobów twardych i niektórych warstw 

utwardzonych,

b / szybkość i łatwość pomiaru,

c / bardzo prosta obsługa twardościomierza,

d / odczytywanie twardości bezpośrednio na twardościomierzu bez konieczności stosowania tablic,

e / małe odciski pozostawione przez ten pomiar,

f / możność stosowania go do zautomatyzowania pomiarów.

Wady metody Rockwella:

 a / bardzo duży wpływ niepoprawnego ustawienia przedmiotu na wynik pomiarów,

b / bardzo duży wpływ zanieczyszczeń śruby podnośnej i podstawek, stolika przedmiotowego i kształtu na samego wyrobu na wynik pomiaru,

c / niemożliwość pomiaru twardości bardzo cienkich przedmiotów i cienkich warstw 

nawęglonych, azotowanych itp.,

d / niemożność dotrzymania dużej dokładności pomiaru wskutek niekorzystnych warunków metrologicznych ( wiele mechanicznych przełożeń ),

e / znaczna ilość skal twardości i kłopotliwe ich porównanie ze sobą, jak również z wynikami innych sposobów,

Zalety metody Vickersa:

b / możność uzależnienia twardości HV od wytrzymałości na rozciąganie Rm,

c / możność stosowania tej metody zarówno do materiałów miękkich, jak i bardzo twardych,

d / małe głębokości odcisków,

e / zmiana ustawienia nie wpływa na wynik pomiaru,

f / duża dokładność odczytu przekątnych,

g / wynik pomiaru twardości przy zastosowaniu większych obciążeń nie zależy od 

zastosowanego obciążenia.

Wady metody Vickersa:

a / skomplikowana konstrukcja twardościomierza wymagającego bardzo fachowej obsługi,

b / mała wydajność pomiaru,

c / niemożność pomiaru niektórych materiałów niejednorodnych, np. żeliwa ze względu na 

jego porowatość, w związku z tym może nastąpić uszkodzenie ostrza wgłębnika,

d / dość znaczny wpływ chropowatości na wynik pomiaru,

e / większy koszt twardościomierza.

Badań twardościowych nie należy wykonywać w zbyt krótkim czasie. Celem tych badań jest sprawdzenie twardości danego materiału.