Metalų kietumo matavimai (laboratorinis darbas)

Darbo tikslas

Susipažinti su metalų kietumo matavimo būdais ir, parinkus tinkamą kietumo matavimo metodą, pamatuoti bandinio kietumą.

Teorinė dalis

Kietumas - tai medžiagos geba priešintis, kad į ją neįsiskverbtų kitas, kietesnis kūnas. Kietumas susijęs su medžiagos stiprumu bei plastiškumu, tačiau geriausiai apibūdina jos pasipriešinimą vietinei deformacijai, leidžia spręsti apie medžiagos atsparumą dilimui.

Medžiagų kietumas nustatomas paviršių veikiant nustatyta jėga tam tikros formos ir dydžio antgaliu – indentoriumi, pagamintu iš kietesnės medžiagos nei matuojamoji, ir išmatuojant to poveikio parametrus. Indentorius gaminamas iš grūdintojo plieno, deimanto, safyro, kietlydinio ir turi rutuliuko, kūgio, piramidės ar adatos formą. Kietumą galima matuoti indentorių įspaudžiant, juo įrėžiant ar smogiant į medžiagos paviršių.

Dažniausiai kietumas matuojamas įspaudos dydžiu. Nustatyta apkrova metalo paviršius plastiškai deformuojamas nedideliame tūryje po indentoriumi ir šalia jo. Taip matuojant kietumą, plastiškai deformuojasi ne tik plastiški, bet ir palyginti trapūs metalai (pvz., ketus). Bandymo metu vyrauja tangentiniai įtempiai. Taigi įspaudimo būdu nustatomas kietumas apibūdina medžiagos pasipriešinimą plastinei deformacijai.

Jei metalas turi heterogeninę struktūrą, kurioje yra stambios struktūros sudedamosios dalys, turinčios skirtingas savybes, tai kietumui matuoti pasirenkamas didesnio skersmens rutuliukas ir didesnė apkrova. Jei struktūra smulki, vienalytė, galima matuoti ir mažų matmenų antgaliu – deimantiniu kūgiu ar piramide.

Kietumo matavimo metodo pasirinkimas priklauso nuo laukiamų medžiagos savybių, paviršiaus struktūros, detalės matmenų bei geometrijos.

Labiausiai paplitę šie kietumo matavimo metodai: Brinelio, Rokvelio, Vikerso.

Siekiant užtikrinti matavimo vienodumą, kietumo matavimo metodai yra reglamentuojami norminiais dokumentais.

Kietumo matavimas Brinelio metodu

Įspaudžiant grūdintąjį plieninį rutuliuką tolygiai veikiančia apkrova statmenai matuojamajam paviršiui. Gautas įspaudos skersmuo matuojamas dviem tarpusavyje statmenomis kryptimis  0,2  tikslumu. Bandymas atliekamas hidrauliniu ar elektriniu presu – kietumo matavimo prietaisu, o įspauda matuojama specialiu Brinelio mikroskopu. Kietumas Brinelio vienetais apskaičiuojamas:

(F – apkrova, N; D – rutuliuko skersmuo, mm; 0,102 – koeficientas 1/g = 1/9,8066; d – įspaudos skersmuo, mm; d = d1+d2/2; d1 ir d2 – tarpusavyje statmeni įspaudos skersmenys, mm.)

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!