Kietumo nustatymas Brinelio metodu.

Laboratorinis darbas Nr.2 KIETUMO NUSTATYMAS BRINELIO METODU. Tikslai Nustatyti medžiagos kietumą Brinelio metodu, įgyti reikalingų įgūdžių bandymams atlikti, įvertinti būdo privalumus ir trūkumus, žinoti, kaip ženklinamas kietumas. Užduotys 1. Susipažinti su Brinelio preso veikimo principu ir kietumo matavimoeiga. 2. Išrinkti reikalingą antgalį ir apkrovos dydį kietumuimatuoti. 3. Nubrėžti bandymoschemą. 4. Pamatuoti konstrukcinio plieno kietumą ir palygintirezultatus. 5. Nustatyti plieno stiprumą pagal pamatuotąkietumą. 6. Įvertinti Brineliometodą. 7. Parengti ataskaitą ir pasiruoštiįskaitai. Metodiniai nurodymai ir teorija KIETUMO MATAVIMAS BRINELIO METODU Teorija Viena iš svarbesnių medžiagos savybių yra kietumas. Kietumas yra medžiagos gebėjimas priešintis skverbimuisi į ją kito kietesnio kūno. Kietumas yra dažniau naudojama metalų mechaninė savybė apibūdinanti jį, nes nustatytas ryšis tarp kietumo ir stiprumo ribos, o kietumas greičiau nustatomas. Nemetalinių medžiagų kietumas retai matuojamas, nes nenustatyta šių medžiagų mechaniniųsavybiųpriklausomybėnuokietumo.Medžiagųkietumasnustatomasveikiantbandomos medžiagos paviršių tam tikros formos ir dydžio antgaliu (indentoriumi), pagamintu iš kietesnės,kaip bandomoji medžiagos. Jeigu žinoma bandymo metu veikianti jėga ir įvertinamas antgalio poveikio rezultatas į medžiagą, nustatomas medžiagos kietumas. Kietumas matuojamas įspaudžiant, įrėžiant ar smogiant antgalį į medžiagos paviršių. Dažniausiai kietumas matuojamas įspaudo dydžiu. Nustatyta apkrova kietas antgalis naudojant presą įspaudžiamas į metalopaviršių. Dėl bandymo paprastumo (nereikia specialių bandinių, galima matuoti detales, medžiaga neardoma) ir greitumo, kietumo matavimas dažnai naudojamas metalo ir metalo lydinių mechaninėms savybėms vertinti. Parinkus tinkamą kietumo matavimo metodą, galima vertinti skirtingos struktūros ir savybių metalo sluoksnius (cementuotus ar azotintus sluoksnius, grūdintą plieną skerspjūvyje ir panašiai). Labiausiai paplitę yra Brinelio (2.1 pav.), Rokvelio (2.3 pav.) ir Vikerso kietumo matavimo metodai. Kietumo matavimas yra reglamentuojamas norminiais dokumentais. Kietumo matavimas Brinelio metodu atliekamas, kai įspaudžiamas grūdinto plieno rutuliukas į bandomąją medžiagą. Gautas įspaudo skersmuo matuojamas dviemstatmenomiskryptimis (d1 ir d2). Bandymas atliekamas hidraulinių arba elektriniu presu. Įspaudas matuojamas Brinelio mikroskopu. Kietumas Brinelio metodu apskaičiuojamas pagalformulę: HB = F/ A [ kgf/ mm2]; čia: HB - kietumas Brinelio būdu ( H – hardness (angl. k.) - kietumas; B - Brinele ); F - spaudimo jėga [ kgf ]; A - įspaudo paviršiaus plotas [ mm2]. Įspaudo paviršiaus plotas skaičiuojamas pagal formulę: A =  D (D - D2 - d2 ) /2 [ mm2]; D - rutuliuko skersmuo [ mm ]; d - įspaudo skersmuo [ mm ]., d= (d1+ d2)/ 2. Antgalio skersmuo D priklauso nuo bandomos medžiagos storio – s, apkrovos F dydis - nuo medžiagos rūšies ir jos storio. D ir F parenkami 2.1 ir 2.2 lentelėse. Apkrovos spaudimo laikas – 10...15 sekundžių kietesniems ir 30 sekundžių plastiškesniems metalams. Kietumas,nustatytas Brineliometodu,žymimasskaičiumiirraidėmisHB(H–hardness(angl.k.)-kietumas;B-Brinele). Kaikietumaspamatuotas29420N(3000kgf)apkrovair10mmskersmensrutuliuku,užrašoma:pvz., 198HB.Kaimatuojamakitomissąlygomis,reikiapažymėtirutuliukoskersmenįirnaudotosapkrovos dydį,pvz.,172HB5/750;95HB10/1000.Ketausbandymamsrutuliukoskersmuoturibūti2,5;5arba10mm 2. 1 pav. Kietumo matavimo Brinelio metodu schema. Pagal Europos norminį dokumentą EN ISO 6506-1 šalia kietumą žyminčių raidžių HBrašoma raidė, nurodanti iš kokios medžiagos naudojamas antgalis: raidė S –grūdinto plieno rutuliukas; raidė W – kai rutuliukas iš kietlydinio. Tuomet kietumas bus pažymėtas, pvz., 198HBS ir 500HBW, bet raidė S žymėjimuinebūtina. 2. 1 lentelė. Bandymų antgalio skersmenys ir apkrovos Kietumo bandymo sąlygos Bandomos medžiagos storis (mm) Rutuliuko (antgalio) skersmuo D (mm) Ryšis tarp P ir D Bandymo apkrova F (N) HB 10/3000 F=30D2 29420 HB 10/1500 F=15D2 14710 HB 10/1000 Virš 6mm 10 F=10D2 9807 HB 10/500 F=5D2 4903 HB 10250 F=2,5D2 2452 HB 5/750 F=30D2 7355 HB 5/250 3...6 5 F=10D2 2452 HB 5/125 F=5D2 1226 HB 5/62,5 F=2,5D2 612,9 HB 2,5/187,5 F=30D2 1839 HB 2,5/62,5 Iki 3 2,5 F=10D2 612,9 HB 2,5/31,25 F=5D2 306,5 HB 2,5/15,625 F=2,5D2 153,2 Bandinio paviršius turi būti be nuodegų, korozijos, defektų ir glotnus (turi ryškiai matytis įspaudo kraštai). Bandinys turi būti daugiau kaip 8 kartus storesnis už įspaudo gylį.Atstumas nuo įspaudo centro iki bandinio krašto turi būti ≥2,5d, labai minkštam metalui (iki35HB) - ≥3d. Tarp medžiagos tempimo stiprumo ribos (Rm) ir Brinelio kietumo (HB) yra apytikrė priklausomybė (Rm- stiprumo ribos ženklinimas pagal EN, σB –stiprumo ribos ženklinimas pagal GOST): Plieno Rm = 3,4xHB, MPa , kai HB iki 175; Rm = 3,5xHB, MPa , kai HB virš175; Vario ir jo lydiniams Atkaitintų Rm = 5,5xHB, MPa Sukietintų Rm = 4,0xHB, MPa Aliuminio lydiniams Rm = (3,3...3,6)xHB, MPa, kai HB iki 45 Cinko lydiniams Rm = 0,09xHB, MPa 2. 2 lentelė. Metalo lydiniai, jų kietumas ir apkrovos dydis Brinelio bandymo. Metalai ir lydinai Brinelio kietumas Apkrova Plienas, nikelio ir >70 F=30D2 titano lydiniai 200 F=30D2 Lengvieji metalai ir jų 80 F=10D2 F=15D2 Švinas ir cinkas 4-40 F=D2 2. 2 pav. Brinelio prietaiso schema Kietumo matavimas (2.2pav.) Į griebtuvo (6) lizdą įtvirtinamas antgalis (5) su parinkto skersmens rutuliuku, reikiama apkrova (14) uždedama ant svirties pakabos. Bandomoji medžiaga (detalė) dedama ant stalo (2), kuris, ranka sukant smagratį (1), keliamas sraigtinė pavara, kol prispaudžiamas prie antgalio. Paspaudžiamas paleidimo mygtukas – įjungiama apkrovos pavara (16). Apkrova per kėlimo mechanizmą (3) ir svirčių sistemą (4) perduodama į griebtuvą (6) su jame įtirtintų antgalių. Rutuliukas sminga į bandomos medžiagos paviršių tol, kol besileidžiantis žemyn apkrovos mechanizmasatitrūkstanuosvirčiųsistemos(4).Tadamikrojungiklis(12)išjungiavariklįirįjungia laiko relę (13). Pasibaigus nustatytam laikui, elektros variklis įsijungia ir grąžina svirčių sistemą į pradinę padėtį. Svirčiai palėtus mikrojungiklį, perduodamas signalas į pavaros (16) variklio įvadą irsrovėišjungiama.Kaivariklisišjungtas,svirtissuapkrovaužimapradinępadėtį,sukantsmagratį staliukas su bandinių nuleidžiamas žemyn. Specialiu Brinelio mikroskopu matuojamas įspaudo skersmuo dviem statmenomis kryptimis. vidurkįd. Mikroskopo skalė yra 6,5 mm ilgio ir turi 0,05mmvertės padalas. Kietumas apskaičiuojamas pagal pamatuotų skersmenų d1 ir d2 aritmetinį Darbo eiga Parinkti duotam plieno bandiniui antgalio skersmenį ir apkrovą. Nupiešti bandymo schemą. Atlikti bandymą. Pamatuoti įspaudą. Apskaičiuoti kietumą. Rasti kietumo reikšmę 2.4 lentelėje.Palygintisavorezultatąsukitųstudentųgautaisrezultatais.Apskaičiuotimetalostiprumą pagal nustatytą kietumą. Parengti ataskaitą ir pasiruoštiįskaitai. Klausimai įskaitai 1. Kas yrakietumas? Kietumas yra medžiagos gebėjimas priešintis skverbimuisi į ją kito kietesnio kūno. 2. Kas vyksta bandymo metu su bandomąjamedžiaga? Į ją įbrėžiama arba įspaudžia su specialiu angaliu. 3. Koks antgalis naudojamas Brinelioprese? grūdinto plieno rutuliukas į bandomąją medžiagą. 4. Kokius dydžius reikia žinoti kietumuiapskaičiuoti? Rutuliuko skersmuo, ispaudo skersmuo, ispaudo pavirsiaus plotas, spaudimo jega, angalio skersmuo ,bandomos medžiagos storiu. 5. Kokių medžiagų kietumas matuojamas Brinelio metodu? Plienas, nikelio ir titano lydiniai, ketus, varis ir jo lydidiai, lengvieji metalai, švinas, cinkas 6. Kaip žymimas kietumas, nustatytas Brineliometodu? HB(H–hardness(angl.k.)-kietumas;B-Brinele). 7. Kokio skersmens antgalis naudojamas Brinelioprese? 2,5mm , 5mm , 10mm 8. Nuo ko priklauso parenkamos apkrovos ir rutuliuko skersmensdydžiai? Pagal matuojama metala, jo stori ir jo kietumą 9. Kokie Brinelio kietumo matavimovienetai? Kietumas matuojamas29420N(3000kgf) 10. Kokie yra Brinelio būdo privalumai ir trūkumai? • Nėra sunkus apskaičiavimo budas. • įtaisas nėra toks komplikuotas ir nėra sunku naudotis. • matavimo rezultatai gaunami greitai. • Nėra toks tikslus. • sunkiai nustatomas kietumas kietų medžiagų.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!