Индивидуальные задания студентам для определения твердости методом Бринелля и Роквелла

В заданиях 1–10. Измерить твердость металла или сплава на приборах Бринелля и Роквелла и сравнить полученные результаты:

№1– техническое железо, №2– алюминий, №3 – медь,

№4 – мягкая сталь, №5– вольфрам, №6 – титан, №7 – сталь 20,

№8 – сталь 45, №9 – сталь У8, №10 – сталь УI2.

В заданиях 11–14. Измерить твердость образцов, имеющих различную толщину сравнить полученные результаты:

№11 – мягкая сталь, №12 – титановый сплав, №13 – медь,

№14 – состаренный дюралюминий.

В заданиях 15–22. Измерить твердость образцов закаленной стали, используя различные нагрузки. Полученные результаты сравнить:

№15 – сталь 45, №16 – сталь 40Х, №17 – сталь Р18, №18 – сталь У7,

№19 – сталь Р9, №20 – сталь У12, №21 – сталь ХВГ, №22 – сталь 9ХС.

В заданиях 23–26, Измерить твердость поверхностного слоя в образцах, подвергнутых различной термообработке:

№23 – закаленная сталь, №24 – цементация + закалка,

№25 – азотирование, №26 – закалка ТВЧ.

№27 – На образце толщиной 3 мм сделать отпечатки шариком 2,5, 5 и 10 мм. Измерить диаметр отпечатка и вычислить твердость, сравнить полученные результаты и объяснить расхождение.

№28 – На образце мягкой стали сделать серию отпечатков на приборе Бринелля, ставя их на расстоянии 0,5 и 4 мм друг от друга. Сравнить полученные значения твердости и объяснить их различие.

№29 – Измерить твердость образца углеродистой стали (отожженной) шариком и конусом. Сравнить полученные результаты.

В заданиях 30–37. Провести испытания твердости НВ в заданных сплавах при нагрузках 187,5; 750; 1000; 1250 и 1500 Н×10^-1 для цветных сплавов и при 750, 1000, 1250, 3000 Н×10^-1 для сталей, чугунов шариком D = 10 мм. Подсчитать твердость для каждой нагрузки Р. Построить логарифмическую зависимость lgP – lgd, определить графическим путем константы d и n в математической зависимости между нагрузкой и твердость. P=adⁿ

№30 – алюминиевый сплав, №31 – латунь, №32 – медь,

№33 – трансформаторная сталь, №34 – сталь У12, №35 – серый чугун,

№36 – белый чугун, №37– модифицированный чугун.

В заданиях 38–49. В заданном сплаве провести испытания твердости шариками различных диаметров (2,5;5;10 мм при P=const) и сделать вывод о влиянии диаметра шарика на твердость:

№38 – сталь 20, Р=7500 Н, №39 – сталь 45, P=7500 Н,

№40 – сталь У8, Р=7500 Н.

№41 – Провести испытание образца на твердости шариками различных диаметров:2,5, 5 и 10 мм. Нагрузки, требующиеся для получения одинакового значения твердости, подсчитать из равенства P/D² = const

№42 – Провести испытание на твердость по Роквеллу различных марок стали: 20, 45, У7, У10, 712 в отожженном состоянии. Сделать вывод о влиянии содержания углерода на твердость стали (построить график HR=φ(%С)).

№43 – Провести испытание по Роквеллу образцов алюминия, стали отожженной и закаленной, выбрав соответствующие инденторы и нагрузки.

№44 – Измерить твердость по Роквеллу трех образцов сплавов системы Рb–Sb с содержанием 5, 20, 50 % Sв. Начертить диаграмму Рb– Sb и по полученным значениям твердости нанести на диаграмме линию, показывающую изменение твердости в зависимости от состава. Объяснить, как связано изменение твердости со структурой сплава.

№45 – В сплавах Сu – Zn содержащих 10, 30 и 42% Zn, выполнить работу, указанную в заданиях №44.

В заданиях 46–49. Измерить твердость двух образцов, один из которых находится в деформированном, а другой – в рекристаллизованном состоянии. Указать, какой образец подвергался рекристаллизации и его примерную температуру. Объяснить, какие изменения в структуре металла в процессе рекристаллизации вызвали изменения твердости. В качестве материала используете: №46 – сталь 20, №47 – .медь, №48 – латунь, №49 – алюминий,

№50 – Образец толщиной 20 мм закален, затем разрушен и со стороны излома зашлифован. Измерить твердость по толщине образца (через каждые 2 мм), построить график в координатах: твердость – расстояние от поверхности образца. Объяснить ход полученной кривой.

№51 – Измерить твердость двух фрез, изготовленных из быстрорежущей стали (измерения вести на зачищенной поверхности).

На основании полученных результатов объяснить, какая из фрез была подвергнута окончательной термообработки, какая еще должна пройти.

№52 – Измерить твердость стали 45, используя шкалы А, В, С и F. Сопоставить полученные значения твердости, предварительно переведя их в числа Бринелля. Объяснить причины расхождения в полученных результатах и какая из шкал в данном случае долина быть применена.

Приложение 2

Индивидуальные задания по измерению, микротвердости

№1 – Измерить микротвердость феррита в стали 20 и перлита в стали У7.

№2 – Измерить микротвердость феррита в стали 30 и перлита в стали У7.

№3 – Измерить микротвердость феррита и перлита в стали 40.

№4 – Измерить микротвердость феррита и перлита в стали 45.

В заданиях №5–8 – Измерить микротвердость феррита и сорбита в стали, подвергнутой отжигу и нормализации:

№5 – сталь 20Х. №6 – сталь 30Х. №7 – сталь 40Х. №8 – сталь 50Х,

В заданиях 9–11. Измерить микротвердость феррита, перлита и структурно-свободных карбидов в сталях, подвергнутых отжигу при t =850° C:

№9 – сталь Р9. №10 – сталь PI8. №11 – сталь ХI2.

В заданиях 12–15. Изучить влияние легирующих элементов на твердость феррита. Образцы подвергают отжигу при температуре 760–780° С.

№12 – сталь 1XI3. №13 – сталь 2X13. №14 – трансформаторная сталь.

№15 – динамная сталь.

№16 – Определить микротвердость структурных составляющих в свинцовистом баббите, содержащем 15% Sb.

№17 – Определить микротвердость фаз в латуни (40% Zn) .

№18 – Сталь 45 подвергнута неполной закалке с температуры 740^o С. Определить твердость феррита и мартенсита.

В заданиях 19–25. Сталь подвернута химико-термической обработке. Определить микротвердость в поверхностном слое и построить график распределения микротвердости по глубине слоя образца подвергнутого:

№19 цементации, №20 цементации и закалке, №21 азотированию,

№22 актированию, №23 борированию.

В заданиях 24–27. Измерить твердость феррита при нагрузках 20, 50, 100 и 200 Н×10^-1 и объяснить различие в микротвердости в следующих марках стали;

№24 – сталь 20, №25– сталь 25, №26 – трансформаторная сталь,

№27 – сталь У8 (для перлита).

Техника безопасности при определении твердости на приборах Бринелля, Роквелла, Виккерса и ПМТ–3

1. Соблюдать общие правила безопасности при работе на электроустановках.

2. Во избежание падения гирь, применяемых для создания нагрузки, навеска гирь должна осуществляться с чередованием прорезей (поворот на 90° вокруг оси).

3. При определении твердости цилиндрических поверхностей применять специальные призматические насадки.

Шатов Юрий Семенович