Определяне на твърдостта по Бринел
ДОКЛАД
Наука за материалите
Съставено от: гр. ЕПР-1-13 Мазуров Р.
Проверено от: Герман К. А.
Определяне на твърдостта на металите по метода на Бринел и Рокуел
Твърдостта е способността на металите и сплавите да устояват на действието на пластичната деформация при прилагане на контактно натоварване. Тестът за твърдост, поради своята простота, се използва широко при тестване на материали и готови продукти. Освен това трябва да се има предвид, че стойността на твърдостта е свързана с крайната якост на материалите и поради това е възможно да се определи якостта на материалите без тяхното разрушаване. Така например за въглеродните стомани има следната връзка между числото на твърдостта по Бринел и крайната якост в:
Тест за твърдост по Бринел
Закалена стоманена топка с диаметърD се притиска в изпитвания материалA под определено натоварванеP. Размерът на отпечатъкаd съди за твърдостта. Числото на твърдост по БринелHB се определя като съотношението на натоварването, действащо върху топката, към повърхността на отпечатъка (сегмент)F, т.е.
От фиг. 1 е възможно да се определи повърхността на сферичен сегмент, като се използва връзката, известна от геометрията, къдетоh – е дълбочината на отпечатъка.
Изразявайки дълбочината на отпечатъкаh по отношение на неговия диаметър и диаметъра на топката, получаваме
Въпреки това, не е необходимо да се изчислява твърдосттаHB всеки път, като се използва формулата, тъй като са съставени таблици за различни стойности на диаметъра на вдлъбнатината (вижте Приложението).
Определянето на твърдостта на пробите се извършва с помощта на лостова автоматична преса по Бринел тип PVM.
Работата върху пресата се извършва по следния начинначин. Преди започване на тестовете се монтират тежести и топка в зависимост от вида и дебелината на изпитвания материал. Непретеглено окачващо рамо балансира товар от топка от 187,5 кг. Чрез избор на товари могат да се извършат следните натоварвания: 187.5; 250; 500; 750; 1000 и 3000 кг.
Тестовият материал се поставя на масата и с помощта на винт, задвижван от въртенето на ръчното колело или дръжката, се издига до топката, фиксирана в дорника, докато пружината, притискаща топката към пробата, се компресира до повреда и стрелката е срещу риска, като по този начин създава предварително натоварване от 100 kg. След това чрез натискане на бутона (от страната на пресата) се включва електродвигателят, който чрез скоростната кутия задвижва ексцентрика във въртеливо движение. Ексцентрикът, въртящ се, спуска свързващия прът надолу, в резултат на което товарите през лостовата система създават натоварване върху топката.
При по-нататъшно въртене на ексцентрика свързващият прът се издига, премахва товара от топката, връща лостовете и тежестите в първоначалното им положение. Връщането на товара в първоначалното им положение се сигнализира със звънец и се придружава от изключване на електродвигателя. Чрез завъртане на ръчното колело или дръжката в обратна посока, масата се спуска, пробата се отстранява от топката, след което се измерва диаметърът на отпечатъка с лупа (с точност 0,01 mm) и според таблицата, като се знае натоварването и диаметърът на топката, се намира твърдостта по Бринел.