Ишлаб чикариш дастури

Tajriba mashg’uloti 11-12
Materiallarning qattiqligini aniqlash

Ishning maqsadi: Ishning maqsadi qismlarning ba'zi materiallarining qattiqligini bir necha usullar bilan aniqlash va ularni taqqoslashdir.

Uslubiy ko'rsatmalar: Qattiqlik materialning sirt qatlamining boshqa, qattiqroq jismga (indentorga) mahalliy kontakt ta'sirida deformatsiyaga (yoki parchalanishga) qarshilik ko'rsatish xususiyati.
Qattiqlik ko'p jihatdan materialning tarkibiga, uni isitish haroratiga va dastlabki texnologik ishlov berishga (tsementlash, yumshatish, söndürme, mexanik qotish va boshqalar) bog'liq.
Ushbu xususiyat turli xil materiallarning mashinalar va mexanizmlardagi o'zaro ta'sirida, shuningdek materiallarni mexanik usullar bilan qayta ishlash va yo'q qilish uchun texnologik jarayonlarda namoyon bo'ladi. Qattiqlik ko'rsatkichi amalda ishlov berish asboblari (kesgichlar, matkaplar, to'sarlar va boshqalar) va qurilmalar (masalan, presslar, prokat tegirmonlari, burg'ulash matkaplari va boshqalar) uchun materialni to'g'ri tanlash uchun ishlatiladi
Qattiqlikni o'lchashning mavjud usullari yukni qo'llash tezligiga qarab statik va dinamikaga, uni qo'llash usuliga ko'ra esa — bosish va chizish usullariga bo'linadi. Qattiqlikni o'lchashning statik usuli-bu indentor asta-sekin va doimiy ravishda ma'lum bir kuch bilan sinov materialiga bosiladigan usul. Materiallarning qattiqligini o'lchashning dinamik usuli (shor usuli) sinov materialiga urilganidan keyin hujumchining (indentorning) tiklanish balandligini o'lchashga asoslangan. Chizish usuli geologiya va konchilikda minerallarning qattiqligini aniqlash uchun ma'lum (Mohs shkalasi).
Indentorni namuna yuzasiga perpendikulyar bosishda statik usullar eng keng tarqalgan. Indentorlar (shtamplar) to'p, konus, prizma, piramida, silindr shaklida bo'lishi mumkin va qattiq materiallardan (qotib qolgan po'lat, qattiq qotishma, olmos) tayyorlanadi.
Qattiqlikni sinashning barcha usullarida namunaning sirt qatlamini to'g'ri tayyorlash juda muhimdir. Barcha sirt nuqsonlari (o'lchovlar, chuqurliklar, qo'pol xavflar va boshqalar) olib tashlanishi kerak va sinov yuzasi qurilma stolining qo'llab-quvvatlash yuzasiga tekis va parallel bo'lishi kerak.
Plastik materiallar (qora va rangli metallar, ularning qotishmalari, plastmassalar, kompozitsiyalar va boshqalar) uchun qattiqlikni aniqlashning standart usullari qo'llaniladi:: Brinell, Vikers, Rokvell. Mo'rt materiallar (keramika, toshlar, shisha va boshqalar) uchun Baron Shreyner tomonidan taklif qilingan usullar keng tarqalgan.
Sinov materialiga va namunalarning qalinligiga qarab qattiqlikni o'lchashning turli usullarini qo'llash sohasi jadval bo'yicha tanlanishi mumkin. 2.1.
Sinov usuli 1.1. Brinell qattiqligini o'lchash [GOST 9012-59 (ST sev 468-88, Iso 410 -82, Iso 6506-81)] Brinell bo'yicha qattiqlikni o'lchash maxsus asbob - TSH-2 tipidagi qattiq o'lchagich yoki pressda amalga oshiriladi.
Brinellning qattiqligini o'lchash usuli D diametrli po'latdan yasalgan qattiqlashtirilgan to'pni ma'lum vaqt davomida yuk ta'sirida sinov namunasiga bosish va yukni olib tashlaganidan keyin D bosma diametrini o'lchashdan iborat (rasm. 2.1).

Jadval 2.1.

Sinov materialiga va namunalarning qalinligiga qarab statik qattiqlikni o'lchash usullarining qo'llanilishi va xususiyatlari

Material nomi	Materialning xususiyatlari	Brinell qattiqligi, MPa	Namuna qalinligi, mm	Indentor turi	Indentor diametri, mm	Qattiqlikni aniqlash usuli
						Brinell	Vikerslar	Rokvell	Baron
Qora metallar (po'lat, quyma temir)	Issiqlanmagan po'latlar	<4500	0,1-1	Olmos prizmasi, konus	-	-	+	+	-
			1-2	Qattiqlashtirilgan po'latdan yasalgan to'p	1,56	-	-	+	-
			2-4		2,5	+	-	-	-
			4-6		5,0	+	-	-	-
			>6		10,0	+	-	-	-
	Maxsus temperli po'latlar, quyma temir	>4500		Olmos prizmasi, konus	-	-	+	+	-
Rangli metallar, qotishmalar va plastmassalar	Barcha toifalar	-	2-4	Qattiqlashtirilgan po'latdan yasalgan to'p	2,5	+	-	-	-
			4-6		5,0	+	-	-	-
			>6		10,0	+	-	-	-
Keramika va kompozitsion materiallar	Все категории	-	>0,1	Olmos konusi	-	-	-	+	+
Tog` jinslari	Kam quvvatli g`ovakli	<4500	>100	Qattiqlashtirilgan po'lat, silindr	3-10^*	-	-	-	+
	Bardoshli va juda bardoshli, zich	>4500	>100	Qattiq qotishma, silindr	1-2^*	-	-	-	+
Eslatma: * - indentorning tasavvurlar maydoni, mm2

Brinell (HB) bo'yicha qattiqlik soni yukning bosma to'p yuzasi maydoniga nisbati bilan aniqlanadi S_omn.

Agar biz D va d orqali bosib chiqarishning sharsimon yuzasi maydonini ifodalasak, biz olamiz:

Bundan ko'rinib turibdiki, bir xil namunadagi HB ning bir xil qiymatlarini olish uchun turli diametrli to'plardan foydalanganda p/D2 va d/D nisbatlarining doimiyligi zarur (barmoq izlarining geometrik o'xshashligi sharti).

Rasm: 2.1. Brinell qattiqligini o'lchash sxemasi
Standartga muvofiq indentor sifatida diametri 10 bo'lgan metall to'plar ishlatiladi; 5 va 2,5 mm.
Turli xil materiallar uchun to'pning diametri, kerakli yuk va uning ostidagi ta'sir qilish vaqti nisbati uchun quyidagi shartlardan foydalanish kerak:

Namuna materialining nomi	To'pning diametri D, mm	Yuk hajmi H, (kGs)		Yuk ostida ta'sir qilish vaqti, bilan , с
Qora metallar	10,0 5,0 2,5	30000 7500 1875	(3000) (750) (187,5)	10 10 10
Rangli metallar	10,0 5,0 2,5	10000 2500 625	(1000) (250) (62,5)	30 30 30
Plastmassalar	10,0 5,0 2,5	2500 625 156	(250) (62,5) (15,6)	60 60 60

Brinellning qattiqligini diametri D \ u003d 10 mm bo'lgan to'p bilan yuk ostida aniqlashda P \ u003d 30000 N (3oookgs) va vaqt C qattiqlik soni quyidagicha yoziladi: HB2000 MPa yoki HB200. Sinovning boshqa shartlaridan foydalanganda HB indeksi quyidagi raqamlar bilan to'ldiriladi: to'pning diametri, mm; yuk, KGF va ta'sir qilish davomiyligi, S. masalan, HB5/750/ 30-350-bu to'pni C d \ u003d 5 mm bosib, C davomida 750 KGF yuk bilan olingan Brinell qattiqligi soni (350). с.

Brinellning qattiqligini o'lchashda quyidagilarni yodda tutish kerak:
1. Qattiqligi HB4500 MPa dan oshmaydigan materiallarni sinab ko'rish mumkin, chunki namunaning qattiqligi yuqori bo'lsa, to'pning o'zi qabul qilinishi mumkin bo'lmagan deformatsiyaga uchraydi.
2. Siqilishni oldini olish uchun namunaning minimal qalinligi bosma chuqurlikning kamida o'n baravariga teng bo'lishi kerak.
3. Ikkita qo'shni nashrning markazlari orasidagi masofa kamida to'rtta bosma diametrga ega bo'lishi kerak.
4. Bosib chiqarish markazidan namunaning yon yuzasiga masofa kamida 2,5 d bo'lishi kerak.
5. Qattiqlikni o'lchash doimiy p/D2 nisbatida amalga oshirilishi kerak, bu esa bosma o'xshashlik shartining bajarilishini ta'minlaydi, bosma diametri esa 0,2 DHar bir material namunasida ishonchli ma'lumotlarni olish uchun doimiy tajriba sharoitida kamida 3 ta sinov o'tkaziladi, natijada olingan natijalarni matematik qayta ishlash amalga oshiriladi. Bunday holda, diametrni dan o'lchang
Brinell usuli bo'yicha qattiqlikni o'lchash natijalari quyidagi shaklda taqdim etiladi:
Brinell usuli yordamida qattiqlikni o'lchashda sinov protokoli.
Materialning nomi.

Sinov raqami

namuna qalinligi,мм

indentor turi

indentor diametri D, mm

Yuk