Определение твердости

Число твердости Н определяется по формуле

,

где Р — нагрузка на пирамиду в г; d — диагональ отпечатка в мк.

Чтобы не прибегать к длительным вычислениям твердости по при­веденной выше формуле, практически пользуются специальными таблицами (табл. 1—3), рассчитанными на нагрузки 20, 50 и 100 г.

Например, если указанная выше длина диагонали отпечатка 39 мк была получена при нагрузке 100 г, то по табл. 3 для данной диагонали отпечатка получаем число твердости 122 кг/мм².

Для определения твердости при испытании другими нагрузками (2, 5, 10, 200 г) пользуются теми же таблицами, только результат или уменьшают, или увеличивают в 10 раз. Например, если при нагрузке 20 г длина диагонали равна 12 мк, то твердость по табл. 1 равна 258 кг/мм²; если такая же длина диагонали, равная 12 лк, получается при нагрузке 200 г, то получаемый по табл. 1 результат уменьшают в 10 раз, т. е. Н = 25,8 кг/мм². Табл. 1 пригодна для определения твердости, полученной при нагрузке 2 г, только результат необходимо увеличивать в 10 раз.

Табл. 2 можно пользоваться при испытании нагрузкой 5 г, а табл. 3 — при испытании нагрузкой 10 г.

Д ля быстрого приближенного (с точностью ±1—2%) опреде­ления твердости можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. 5. Для определения твердости соединяют прямой точку на шкале нагрузки (левая шкала), соответствующей нагрузке при испытании (например, Р = 10 г), с точкой на шкале диагонали отпечатка (правая шкала), соответствующей полученной длине диа­гонали отпечатка (например, d = 15 мк). Проведенная прямая пересекает шкалу твердости (средняя шкала). Точка пересечения указывает число твердости, в дан­ном случае Н = 82 кг/мм².

Результат по таблице для Р == 10 г и d = 15 мк равен Н= 82,4 кг/мм².

По номограмме, кроме определения Н, по данным Р и d можно определить Р, если известны Н и d, и можно опре­делить d, если известны Н и Р.

Устройство для фотографирования

Для фотографирования поверхности объекта и отпечатков пирамиды на при­бор устанавливают универсальную микрофото- насадку, для чего:

1. Снимают наклонную окулярную трубку и устанавливают прямую оку­лярную трубку 1 (рис. 6).

2. В окулярную трубку 1 помещают стандартный окуляр из комплекта оптики металлографического микроскопа.

3. На окулярную трубку 1 крепильным кольцом 2 насаживают микрофотонасадку.

4. Рассматривают поверхность объекта через окулярную трубку 3 микрофотонасадки.

5. При помощи винта микроподачи 4 наводят на фокус изобра­жение на матовом стекле фотокамеры 5 микрофотонасадки.

6. Заменяют матовое стекло кассетой с фотопластинкой и про­изводят фотографирование.

На рис. 7 приведены отпечатки микротвердости, полученные при различных нагрузках.

Центрирование прибора

Центрировать прибор необходимо для того, чтобы отпечаток алмазной пирамиды получался при испытании точно в том месте образца, которое выбрано для его нанесения.

Для центрирования прибора необходимо:

1. Двойной штрих (перекрестие нитей) окулярного микрометра установить в центре поля зрения на делении 4 шкалы (рис. 8, а).

2. Выбрать на образце место для нанесения отпечатка и подвести его перемещением столика двумя винтами 14 и 15 (см. рис. 1) под перекрестие нитей (рис. 8, б).

3. Произвести отпечаток (рис. 8, в). Полученный отпечаток х вследствие того, что прибор не центрирован, допустим, располо­жился не на выбранном месте, а в стороне от перекрестия нитей.

4. Вращением центрировочных винтов 22 и 23 (см. рис. 1) совместить центр отпечатка х с перекрестием нитей (рис. 8, г).

5. Перемещением столика двумя винтами вновь установить под перекрестие нитей то место образца, на котором желательно сделать отпечаток (рис. 8, д).

6. Нанести отпечаток (рис. 8, е). Нанесенный отпечаток y рас­положился на выбранном месте образца и в перекрестии нитей

Задание

1. Произвести испытания на микротвердость образцов сталей и сплавов цветных металлов.

2. Определить твердость.

3. Составить отчет о работе

Требования к составлению отчета

Отчет о проведенной работе должен содержать:

1. Задание.

2. Цель работы.

3. Схему прибора ПМТ-3 и краткое описание его устройства.

4. Описание способа измерения диагонали отпечатка и определения твердости

Таблица 1

Числа твердости в кг/мм² при испытании алмазной квадратной пирамидой с двугранным углом при вершине 136° для нагрузки Р, равной 20 г

Диаго­наль отпечат-ка d в мк	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300	— 370 92,8 41,2 23,2 14.84 10.30 7,56 5,80 4,58 3,70 3,06 2,58 2,20 1,892 1,648 1,448 1,284 1,144 1,028 0,928 0,841 0,766 0,701 0,644 0,594 0,548 0,508 0,473 0,442 0,412	— 306 84.1 38,6 22,0 14,26 9,96 7,36 5,66 4,48 3,64 3,02 2,54 2,16 1,866 1,626 1,430 1,268 1,132 1,016 0,916 0,832 0,760 0,696 0,638 0,588 0,544 0,506 0,470 0,438 —	— 258 76,6 36,2 21,0 13,72 9,56 7,16 5,52 4,38 3.56 2,96 2,50 2,12 1,840 1,606 1.414 1,254 1,120 1,006 0,908 0,824 0,752 0,688 0,634 0,584 0,540 0,502 0,466 0,436 —	— 220 70,1 34,0 20,0 13.20 9,34 6,96 5,38 4,28 3,50 2,90 2,46 2,10 1,814 1,584 1,396 1,240 1,108 0,996 0,900 0,816 0,748 0,684 0,628 0,580 0,536 0,498 0,464 0,432 —	— 189,2 64.4 32,0 19,16 12,72 9,06 6,78 5,26 4,20 3,42 2,86 2,42 2,06 1,788 1,564 1,380 1,226 1,096 0,986 0,892 0,812 0,740 0,676 0,622 0,574 0,532 0,494 0,460 0,430 —	148,4 164,8 59,4 30.2 18,32 12,26 8,78 6,60 5.14 4.10 3,36 2,80 2,38 2,04 1,764 1,544 1,362 1,212 1,084 0,976 0,884 0,804 0,732 0,672 0,618 0,570 0,528 0,490 0,456 0,426 —	103.0 144,8 54.8 28,6 17,52 11,82 8,52 6.42 5,02 4,02 3,30 2,76 2,34 2,00 1,740 l,524 1,346 1,198 1,072 0,966 0,876 0,796 0,728 0,668 0,612 0,566 0,524 0,486 0,454 0,424 —	756 128,4 50,8 27,0 16.80 11,42 8,26 6,26 4,90 3,94 3,24 2.70 2,30 1,976 1,716 1,504 1,330 1,184 1,060 0,956 0,864 0,788 0,720 0,660 0,608 0,562 0,520 0,484 0,450 0,420 —	580 114,4 47,3 25,6 16,10 11,02 8,02 6,10 4,80 3,86 3,18 2,66 2,26 1,948 1,694 1,486 1,314 1,170 1,050 0,946 0,856 0,780 0,712 0,656 0,604 0,558 0,516 0,480 0,448 0,418 —	458 102,8 44,2 24,4 15,44 10,66 7,80 5,94 4,68 3,78 3,12 2,62 2,22 1,920 1,670 1,468 1,298 1,158 1,038 0,936 0,848 0,772 0,708 0,648 0,598 0,552 0,512 0,476 0,444 0,414 —

Таблица 2.

Числа твердости в кг/мм² при испытании алмазной квадратной пирамидой с двугранным углом при вершине 136° для нагрузки Р, равной 50 г

Диаго­наль отпечат-ка d в мк	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300	— 925 232 103 58,0 37,1 25,75 18,90 14,50 11,45 9,25 7,65 6,45 5,50 4,73 4,12 3,62 3,21 2,86 2,57 2,32 2,10 1,92 1,75 1,61 1,48 1,37 1,27 1,180 1,105 1,030	— 765 210 96,5 550 35,65 24,9 18,40 14,15 11,20 9,10 7,55 6,35 5,40 4,66 4,07 3,58 3,17 2,83 2,54 2,29 2,08 1,90 1,74 1,60 1,47 1,36 1,26 1,174 1,10 —	— 645 192 90,5 52,5 34,3 23,9 17,90 13,80 10,95 8,90 7,40 6,25 5,30 4,60 4,02 3,54 3,14 2,80 2,52 2,27 2,06 1,88 1,72 1,59 1,46 1,35 1,25 1,166 1,090 —	— 550 175 85,0 50,0 33,0 23,35 17,40 13,45 10,70 8,75 7,25 6,15 5,25 4,53 3,95 3,49 3,10 2,77 2,49 2,25 2,04 1,87 1,71 1,57 1,45 1,34 1,24 1,16 1,08 —	— 473 161 80,0 47,9 31,8 22,65 16,95 13,15 10,50 8,55 7,15 6,05 5,15 4,47 3,94 3,45 3,07 2,74 2,47 2,23 2,03 1,85 1,69 1,55 1,44 1,33 1,23 1,15 1,07 —	3710 412 148 75,5 45,8 30,65 21,95 16,50 12,85 10,25 8,4 7,00 5,95 5,10 4,41 3,86 3,41 3,03 2,71 2,44 2,21 2,01 1,83 1,68 1,54 1,43 1,32 1,22 1,140 1,065 —	2575 362 Г37 71,5 43,8 29,55 21.3 16,05 12,55 10,05 8,25 6,90 5,85 5,00 4,35 3,81 3,37 3,00 2,68 2,41 2,19 1,99 1,82 1,67 1,53 1,42 1,31 1,215 1,13 1,06 —	1890 321 127 67,5 42,0 28,55 20,65 15,65 12,25 9,85 8,10 6,75 5,75 4,94 4,29 3,76 3,32 2,96 2,65 2,39 2,16 1,97 1,80 1,65 1,52 1,41 1,30 1,21 1,125 1,050 —	1450 286 118 64,0 40,25 27,55 20,05 15,25 12,00 9,65 7,95 6,65 5,65 4,87 4,24 3,72 3,28 2,93 2,63 2,36 2,14 1,95 1,78 1,64 1,51 1,40 1,29 1,20 1,120 1,04 —	U45 257 110,5 61,0 38,6 26,65 19,5 14,85 11,7 9,45 7,8 6,55 5.55 4,80 4,18 3,67 3,25 2,90 2,60 2,34 2,12 1,93 1,77 1,62 1,50 1,38 1,28 1,19 1,11 1,035 —

Таблица 3

Числа твердости в кг/мм.² при испытании алмазной квадратной пирамидой с двугранным углом при вершине 136° для нагрузки Р, равной 100 г

Диаго­наль отпечатка d в мк	0	I	2	3	4	5	6	7	8	9
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300	— 1850 464 206 116 74,2 51,5 37,8 29,0 22,9 18,5 15.3 12,9 11,0 9,46 8,24 7,24 6,42 5,72 5,14 4,64 4,20 3,83 3,50 3,22 2,97 2,74 2,54 2,36 2,21 2,06	— 1530 420 193 110 71,3 49,8 36,8 28,3 22,4 18,2 15,1 12,7 10,8 9,33 8,13 7,15 6,34 5,66 5,08 4,58 4,16 3,80 3,48 3,19 2,94 2,72 2,53 2,35 2,19 —	— 1290 383 181 105 68,6 47,8 35,8 27,6 21,9 17,8 14,7 12,5 10,6 9,20 8,03 7,07 6,27 5,60 5,03 4,54 4,12 3,76 3,44 3,17 2,92 2,70 2,51 2,33 2,18 —	— 1100 350 170 100 66,0 46,7 34,8 26,9 21,4 17,5 14,5 12,3 10,5 9,07 7,92 6,98 6,20 5,54 4,98 4,50 4,08 3,74 3,42 3,14 2,90 2,68 2,49 2,32 2,16 —	— 946 322 160 95,8 63,6 45,3 33,9 26,3 21,0 17,1 14,3 12,1 10,3 8,94 7,82 6,90 6,13 5,48 4,93 4,46 4,06 3,70 3,38 3,11 2,87 2,66 2,47 2,30 2,15 —	7420 824 297 151 91,6 61,3 43,9 33,0 25,7 20,5 16,8 14,0 11,9 10,2 8,82 7,72 6,81 6,06 5,42 4,88 4,42 4,02 3,66 3,36 3,09 2,85 2,64 2,45 2,28 2,13 —	5150 724 274 143 87,6 59,1 42,6 32,1 25,1 20,1 16,5 13,8 11,7 10,0 8,70 7,62 6,73 5,99 5,36 4,83 4,38 3,98 3,64 3,34 3,06 2,83 2,62 2,43 2,27 2,12 —	3780 642 254 135 84,0 57,1 41,3 31,3 24,5 19,7 16,2 13,5 11,5 9,88 8,58 7,52 6,65 5,92 5,30 4,78 4,32 3,94 3,60 3,30 3,04 2,81 2,60 2,42 2,25 2,10 —	2900 572 236 128 80,5 55,1 40,1 30,5 24,0 19,3 15,9 13,3 11,3 9,74 8,47 7,43 6,57 5,85 5,25 4,73 4,28 3,90 3,56 3,28 3,02 2,79 2,58 2,40 2,24 2,09 —	2290 514 221 122 77,2 53,3 39,0 29,7 23,4 18,9 15,6 13,1 11,1 9,60 8,35 7,34 6,49 5,79 5,19 4,68 4,24 3,86 3,54 3,24 2,99 2,76 2,56 2,38 2,22 2,07 —

10