Politechnika Koszalińska Laboratorium z wytrzymałości materiałów.
Nr ćwiczenia: 6	TEMAT: Pomiar twardości metodą Vickersa. Pomiar twardości metali sposobem Rockwella
Wykonał: Dariusz Soból Robert Szołczyński	W. B. i I. Ś
		semestr: IV	gr. 2.3.5	kierunek: budownictwo
Data wykonania: 02.06.2008	Podpis wykonującego:	Data przyjęcia:	Podpis sprawdzającego:

Teoria:

Pomiar twardości metali metodą Vickersa.

Obowiązująca norma (PN-91/H-04360)

Pomiar twardości polega na pomiarze oporu jaki stawia materiał w czasie wciskania w niego wgłębnika.

Wgłębnikiem w metodzie Vickersa jest ostrosłup diamentowy o kącie rozwarcia 136⁰.

Odcisk jaki otrzymamy w rzucie płaskim jest kwadratem. Na ekranie twardościomierza odczytujemy długość przekątnych kwadratu z dokładnością do 0,001 mm.

Znając długości przekątnych przyjmujemy do obliczeń przekątną, której długość jest średnią arytmetyczną pomierzonych przekątnych.

136⁰

d₁

d₂

Twardość obliczamy ze wzoru:

HV =

gdzie:

F - siła nacisku

S_b - pole powierzchni bocznej odcisku

k - współczynnik

k =

S_b =

d = 0,5 (d₁ + d₂)

HV = 0,102
= 0,1891

Zapis twardości: xHV/F/t F - siła docisku , t - czas nacisku

Zalety metody:

• twardość może być porównywalna z Brinellem,

• można stosować do pomiaru bardzo zróżnicowanych materiałów,

• badany materiał jest praktycznie niezniszczony,

• może być stosowana do cienkich, utwardzonych powierzchni,

• posiada dużą dokładność

Wady metody:

• konieczność bardzo dokładnego przygotowania powierzchni do badania

Pomiar twardości metali

sposobem Rockwella

(Obowiązująca norma PN-91/H-04355)

Wgłębnikami są:

• stożek diamentowy (o kącie rozwarcia 120⁰ i promieniu zaokrąglenia 0,2 mm)

dla skali A, C, D

• Kulka stalowa w stanie ulepszonym cieplnie twardości 850HV10 i średnicy

∅ 1,588 mm dla skali B, F, G, i ∅ 3,175 mm dla skali E, H, K

F₀ F = F₀+F₁ F₀

F₀ - siła wstępna obciążająca wgłębnik [N]

F₁ - siła główna obciążająca wgłębnik [N]

F - siła całkowita obciążająca wgłębnik (F = F₀ + F₁) [N]

HR = K - e

gdzie:

K - stała umowna dla stożka K = 100, dla kulki K = 130

E - trwały przyrost głębokości odcisku mierzony pod obciążeniem siłą wstępną F₀ po usunięciu obciążenia siłą główną F₁ wyrażony w jednostce miary = 0,002 mm.

Warunki poprawności prowadzenia próby:

• odległość środków dwóch sąsiednich odcisków powinna wynosić co najmniej 4d odcisku, lecz nie powinna być mniejsza niż 2 mm

• odległość między środkiem odcisku a krawędzią powinna wynosić co najmniej 2,5d odcisku, lecz nie powinna być mniejsza niż 1 mm.

Zalety metody:

• szybkość pomiaru (wartość odczytywana bezpośrednio na przyrządzie),

• możliwość pomiaru różnych materiałów i różnych twardości.

• można na podstawie twardości wnioskować o wytrzymałości danego materiału,

Wady:

• duża liczba skal

Obliczenia:

Metoda Vickersa

Twardościomierz Vickersa PW 250, F = 196 N, materiał badany: stal,czas trwania obciążenia: 10 ÷ 15 s, temperatura: 288 K.

Dane:

F = 196 N

Pomiar I d1 = 0,536 mm d2 = 0,541 mm dśr = 0,5385 mm Pomiar II d1 = 0,544 mm d2 = 0,544 mm dśr = 0,544 mm Pomiar III d1 = 0,540 mm d2 = 0,546 mm dśr = 0,543 mm

Do obliczeń należy przyjąć wartość przekątnych podzieloną przez 2 ponieważ wyniki zostały wykonane w skali

d_{śr. 1}= 0,269 mm

d_{śr. 2}= 0,272 mm

d_{śr. 3}= 0,272 mm

HV_I =
= 512 HV/F/t

HV_II =
= 501 HV/F/t

HV_III =
= 501 HV/F/t

HV =
=
=
= 505 HV/F/t

Metoda Rockwella

Materiał badany: stal, obciążenie wstępne 10 kg, wgłębnik: stożek, czas obciążenie 10s. Pomiar twardości wykonano na twardościomierzu Rockwella.

Pomiar I: 33 HRC

Pomiar II: 32 HRC

Pomiar III: 33 HRC

Średnia: 32,6HRC

Twardość 32,6 HRC mówi nam że badany materiał charakteryzuje się bardzo wysoką twardością.

2

---