|
|
Ионы – заряженные атомы или группы атомовМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Улан-Удэнский инженерно- педагогический колледж Контент по дисциплине «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ» Специальность «Технология машиностроения» Разработал (а) преподаватель спецдисциплины «Материаловедение» Дабаева Н.И Улан-Удэ СОДЕРЖАНИЕ СВЕДЕНИЯ О СОСТАВИТЕЛЕ. 3 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.. 4 ВВЕДЕНИЕ. 6 РАЗДЕЛ 1. 7 СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ. 7 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. 27 Контрольные вопросы.. 30 ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЛИТЫХ МАТЕРИАЛОВ. 32 ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. 38 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2. 65 ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ДЕФОРМИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. 69 ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. 75 ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. 96 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. 107
Дабаева Надежда Иннокентьевна училась в Улан-Удэнском авиационном техникуме. В 1978 году, после окончания техникума, поступила в Восточно – Сибирский Технологический Институт (ВСТИ) и окончила его в 1983 году по специальности инженер-механик. С 1978 преддипломную и дипломную практику проходила на Улан-Удэнском авиационном заводе и после получения диплома до 2006 года работала на этом заводе в должности инженера. В настоящее время работает в Улан-Удэнском инженерно педагогическом колледже на отделении ЗОАМиС преподавателем и мастером производственного обучения. В У-УИПК бала направлена и переведена по рекомендации администрации завода в 2006 году. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Назначение дисциплины Учебная дисциплина «Материаловедение», базируется на знаниях общеобразовательных дисциплин химии, физики и устанавливает базовые знания для освоения технологии обработки материалов. Содержание дисциплины. Дисциплина «Материаловедение» содержит пять разделов: 1. Закономерности формирования структуры материалов; 2. Материалы, применяемые в технике, машино- и приборостроении; 3. Материалы с особыми физическими свойствами; 4. Инструментальные материалы; 5. Порошковые и композиционные материалы. В результате освоения программы дисциплины Студент должен: Иметь представление: · о взаимосвязи дисциплины «Материаловедение» с другими общепрофессиональными дисциплинами и специальными дисциплинами; · о прикладном характере дисциплины в рамках специальности; · о новейших достижениях и перспективах развития в области материаловедения. Знать: · Строение и свойства материалов методы их исследования; · Классификацию материалов, металлов и сплавов; · Области применения материалов; · Методы воздействия на структуру и свойства материалов. Уметь: · Выбирать материалы для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации; · Работать с нормативными документами для выбора материалов с целью обеспечения требуемых характеристик изделий.
Цель дисциплины «Материаловедение»: · Правильно выбрать материал и технологию его переработки для обеспечения эксплуатации в течении заданного времени. Задача дисциплины «Материаловедение» · Изучить связь между строением структурой и свойствами материала, а также их изменение при внешних воздействиях (тепловых, механических, химических и т.д.) Дисциплиной «Материаловедение» предусматривается: · Максимальное количество часов – 111 часов; · Аудиторных занятий – 86 часов; В том числе: · Лабораторно-практических – 20 часов; · Обязательных контрольных работ – 2 работы; · Форма аттестации – экзамен В рабочей программе предусмотрено: · Самостоятельные работы студентов в объеме- 25 часов; · Оформление отчетов и подготовка к защите лабороторно -практических работ; · Составление опорного конспекта; · Работа со справочной литературой Для закрепления знаний по дисциплине предусматривается: · Проведение технических диктантов; · Самостоятельные работы в виде рефератов; · Работа с карточками «расшифровка марок материала» ВВЕДЕНИЕ Материаловедение – наука, изучающая связь между строением ( структурой) и свойствами материалов, а также их изменениями при внешних воздействиях ( тепловом, механическом, химическом и т.п.) Материаловедение позволяет правильно выбрать материал и технологию его переработки для обеспечения эксплуатации изделия в течении заданного времени. Изучение дисциплины позволяет изучить: · Физико-химические основы; · Строение и механические свойства материала; · Области применения материалов; · Основы и понятия о сплавах; · Термообработка; · Химико-термическая обработка; · Конструкционные материалы; · Порошковые и композиционные материалы и их применение; · Инструментальные ; · Неметаллические материалы РАЗДЕЛ 1 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ Студент должен Иметь представление: - о кристаллическом строении металлов и типах кристаллических решеток. Знать: - дефекты кристаллического строения; - методы исследования строения металлов; -свойства материалов и методы их испытаний Металлы – кристаллические тела, атомы которых располагаются в геометрически правильном порядке, образуя кристаллы, в отличие от аморфных тел (например: смола, стекло, канифоль и т. д.), атомы которых находятся в беспорядочном состоянии.
Атом – электронная частица, состоящая из (+) заряженного атомного ядра и (-) заряженных ионов (электронов) то есть атом неделимая частица химического элемента, входящая в состав простых и сложных веществ.
Молекула – масса – это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии, жидкости ( вода, спирт, эфир и пр.)
Ионы – заряженные атомы или группы атомов (+) заряженные ионы – катионы; (-) заряженные ионы – анионы, образуются в результате химических реакций при электростатических салах притяжения. Молекулярная связь проявляется в результате взаимодействия между собой нейтральных молекул, внутри которых устанавливаются связи других типов. Это довольно слабая связь, определяемая так называемыми ван-дер- ваальсовскими силами. (жидкости, спирты, эфиры, газообразные вещества).
Рис. 1.1 Молекулярная связь Полярная неполярная
Ионная связь проявляется в том случае, когда при взаимодействии атомов один из них притягивает в сферу своего действия один или несколько внешних электронов, принадлежащих другому атому, и превращается, таким образом, в отрицательно заряженные ион-анион, тогда как другой атом становится положительно заряженным ионом- катионом. Разнозаряженные ионы удерживаются в кристаллической решетке силами электростатического притяжения. Ионные связи не имеют пространственной направленности: каждый ион стремится окружить себя максимальным числом ионов противоположного знака. Преимущество ионной связью обладают хлориды и фториды, некоторые оксиды.
Рис.1.2 Ионная связь Ковалентная (атомная) связь возникает в результате образования общих электронных пар за счет неспаренных электронов, принадлежащих взаимодействующим атомам. Она также обусловлена стремлением атомов к построению устойчивой внешней восьмиэлектронной оболочки. В отличие от ионных, ковалентные связи всегда характеризуются определенной направленностью. Ковалентная связь распространена в мире минералов значительно меньше ионной. Она встречается лишь у минералов, молекулы которых построены атомами одного химического элемента (алмаз).
Рис.1.3 Атомная связь Металлическая связь наиболее широко представлена у самородных металлов - меди, золота, серебра. В соединениях с металлической связью каждый атом отдает участвующие в связи электроны, которые свободно перемещаются в виде «электронного газа» между положительно заряженными ионами. Металлическая связь не имеет направленности, и каждый ион стремится окружить себя максимальным числом соседей.
Металлическая связь
Рис. 1.4 Объемно- центрированная кубическая решетка Кристаллическое строение Типы кристаллических решеток. Твердые тела делят на кристаллические и аморфные. Кристаллические тела при нагреве остаются твердыми до определенной температуры (температуры плавления), при которой они переходят в жидкое состояние. Аморфные тела (смола, стекло, пластмасса и т.д.) при нагреве размягчаются в большом температурном интервале, сначала они становятся вязкими и лишь затем переходят в жидкое состояние, атомы располагаются в пространстве беспорядочно, хаотично. Все металлы и их сплавы - тела кристаллические. Металлами называют химические элементы, характерными признаками которых являются непрозрачность, блеск, хорошая элекpo- и теплопроводность, пластичность, а для многих металлов также способность свариваться. Чистые химические элементы металлов, (например, железо, медь, алюминий и др.) могут образовывать более сложные вещества, в состав которых могут входить несколько элементов-металлов, часто с примесью заметных количеств элементов-неметаллов. Такие вещества называют металлическими сплавами. Простые вещества, образующие сплав, называют компонентами сплава. Для описания кристаллической структуры металлов пользуются понятием кристаллической решетки. Кристаллическая решетка - это воображаемая пространственная сетка, в узлах которой располагаются атомы (ионы), образующие металл. Частицы вещества (ионы, атомы), из которых построен кристалл, расположены в определенном геометрическом порядке, который периодически повторяется в пространстве. Формирование кристаллической решетки в металле происходит следующим образом. При переходе металла из жидкого в твердое состояние расстояние между атомами сокращается, а силы взаимодействия между ними возрастают. Характер взаимодействия атомов определяется строением их внешних электронных оболочек. При сближении атомов электроны, находящиеся на внешних оболочках, теряют связь со своими атомами вследствие отрыва валентного электрона одного атома положительно заряженным ядром другого и т. д. Происходит образование свободных электронов, так как они не принадлежат отдельным атомам. Таким образом, в твердом состоянии металл представляет собой структуру, состоящую из положительно заряженных ионов, омываемых свободными электронами. Связь в металле осуществляется электростатическими силами. Между ионами и свободными электронами возникают электростатические силы притяжения, которые стягивают ионы. Такую связь между частицами металла называют металлической. Силы связи в металлах определяются силами отталкивания и силами притяжения между ионами и электронами. Ионы находятся на таком расстоянии один от другого, при котором потенциальная энергия взаимодействия минимальна. В металле ионы располагаются в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку. Такое расположение ионов обеспечивается взаимодействием их с валентными электронами, которые связывают ионы в кристаллической решетке. Типы кристаллических решеток у различных металлов различны. Наиболее часто встречаются решетки: · объемно-центрированная кубическая (ОЦК) — α-Fe, Сг, W; · гранецентрированная кубическая (ГЦК) — γ-Fe, А1, Си; · гексагональная плотноупакованная (ГПУ) — Мg, Zn и др. Наименьший объем кристалла, дающий представление об атомной структуре металла в любом его объеме, называют элементарной кристаллической ячейкой (рис. 1.5). Кристаллическая решетка характеризуется ее параметрами, например длиной ребра куба для ОЦК и ГЦК, которая составляет для разных металлов 2,8 …..6 ·10-8см.
Рис. 1.5 Элементарные ячейки кристаллических решеток:
Дефекты в кристаллах. В кристаллах всегда имеются дефекты (несовершенства) строения, обусловленные нарушением правильного расположения атомов кристаллической решетки. Дефекты кристаллического строения подразделяют по геометрическим признакам на точечные, линейные и поверхностные.
Рис. 1.6. Дефекты в кристаллах:
а - вакансия, б - внедренный атом, в - краевая линейная дислокация, г -неправильное расположение атомов на границе зерен 1 и 2
Атомы совершают колебательные движения возле узлов решетки, и с повышением температуры амплитуда этих колебаний увеличивается. Большинство атомов данной кристаллической решетки имеют одинаковую (среднюю) энергию и колеблются при данной температуре с одинаковой амплитудой. Однако отдельные атомы обладают энергией, значительно большей средней энергии, и перемещаются из одного места в другое. Наиболее легко перемещаются атомы поверхностного слоя, выходя на поверхность. Место, где находился такой атом, называется вакансией (рис. 1.6, а). На это место через некоторое время перемещается един из атомов соседнего слоя и т. д. Таким образом вакансия перемещается в глубь кристалла. С повышением температуры количество вакансий увеличивается и они чаще перемешаются из одного узла в другой. В диффузионных процессах, протекающих в металлах, вакансии играют определяющую роль. К точечным дефектам относятся также атом, внедренные в междоузлие кристаллической решетки, и замещенный атом, когда место атома одного металла замещается в кристаллической решетке другим, чужеродным атомом. Точечные дефекты вызывают местное искажение кристаллической решетки.
Рис. 1.7 Точечные дефекты в кристаллической решетке
Линейные дефекты являются другим важнейшим видом несовершенства кристаллической решетки, когда в результате сдвига на одно межатомное расстояние одной части решетки относительно другой вдоль какой-либо плоскости число рядов атомов в верхней части решетки на один больше, чем в нижней. В данном случае в верхней части решетки появилась как бы лишняя атомная плоскость (экстраплоскость). Край экстраплоскости, перпендикулярный направлению сдвига, называется краевой, или линейной, дислокацией (рис. 1.6, в), длина которой может достигать многих тысяч межатомных расстояний. Шириной дислокации считают расстояние от центра дефекта до места решетки без искажения. Ширина дислокации мала и составляет несколько атомных расстояний. Кристаллическая решетка в зоне дислокаций упруго искажена, поскольку атомы в этой зоне смещены относительно их равновесного состояния. Для дислокаций характерна их легкая подвижность. Это объясняется тем, что атомы, образующие дислокацию, стремятся переместиться в равновесное состояние. Дислокации образуются в процессе кристаллизации металлов, а также при пластической деформации, термической обработке и других процессах. Поверхностные дефекты представляют собой границы раздела между отдельными кристаллами (рис. 1.6 г). На границе раздела атомы кристалла расположены менее правильно, чем в его объеме. Кроме того, по границам раздела скапливаются дислокации и вакансии, а также концентрируются примеси, что еще больше нарушает порядок расположения атомов. При этом сами кристаллы разориентированы, т. е. могут быть повернуты относительно друг друга на десятки градусов. Прочность металла может либо увеличиваться вследствие искажений кристаллической решетки вблизи границ, либо уменьшаться из-за наличия примесей и концентрации дефектов. Дефекты в кристаллах существенно влияют на свойства металлов. Анизотропия кристаллов – это неодинаковость физических свойств среды в разных направлениях. Анизотропияобусловлена различием плотности упаковки атомов в решетке в различных направлениях. Все кристаллы анизотропны, а аморфные тела (стекло, смола) изотропны, т. е. имеют одинаковую плотность атомов в различных направлениях. Анизотропия свойств важна при использовании монокристаллов - одиночных кристаллов, частицы которых расположены единообразно по всему их объему. Монокристаллы имеют правильную кристаллическую огранку (в форме естественных многогранников), анизотропны по механическим, электрическим и другим физическим свойствам. Металлы и сплавы, применяемые в технике обычно имеют поликристаллическую. структуру, т. е. состоят из множества мелких и различно ориентированных кристаллов, не имеющих правильной кристаллической огранки и называемых кристаллитами (или зернами). В каждом зерне поликристалла наблюдается анизотропия. Однако вследствие разнообразной, беспорядочной ориентировки кристаллографических плоскостей в различных зернах поликристалл может иметь одинаковые свойства по разным направлениям и не обнаруживать анизотропию (когда размеры зерен значительно меньше размеров поликристалла и количество их весьма велико). Это обстоятельство во многих случаях позволяет рассматривать поликристаллическое тело как подобное изотропному, несмотря на анизотропию свойств отдельных составляющих его зерен. Методы изучения строения металлов. Изучение строения металлов и сплавов производится методами макро- и микроанализа, рентгеновского, а также дефектоскопии (рентгеновской, магнитной, ультразвуковой). Методом макроанализа изучается макроструктура, т. е. структура, видимая невооруженным глазом или с помощью лупы, при этом выявляются крупные дефекты: трещины, усадочные раковины, газовые пузыри и т. д., а также неравномерность распределения примесей в металле. Макроструктуру определяют по изломам металла, по макрошлифам. Макрошлиф - это образец металла или сплава, одна из сторон которого отшлифована, тщательно обезжирена, протравлена и рассматривается с помощью лупы с увеличением в 5-10х. Микроанализ выявляет структуру металла или сплава по микрошлифам, приготовленным так же, как и для макроанализа, но дополнительно отполированным до зеркального блеска. Шлифы рассматривают в отраженном свете под оптическим микроскопом при увеличении до 3000х. Из-за различной ориентировки зерен металла они травятся не в одинаковой степени и под микроскопом свет также отражается неодинаково. Границы зерен благодаря примесям травятся сильнее, чем основной металл, и выявляются более рельефно. В сплаве структурные составляющие травятся также различно. В электронном микроскопе рассматривают реплику - слепок с особо тонкой структуры блоков, фрагментов, дислокаций при увеличениях до 100000х. Этот важнейший анализ определяет размеры и форму зерен, структурные составляющие, неметаллические включения и их характер (трещины, пористость и т. д.), качество термической обработки. Зная микроструктуру, можно объяснить причины изменения свойств металла. С помощью рентгеновского анализа изучают атомную структуру металлов, типы и параметры кристаллических решеток, а также дефекты, лежащие в глубине. Этот анализ, основанный на дифракции (отражении) рентгеновских лучей рядами атомов кристаллической решетки, позволяет обнаружить дефекты (пористость, трещины, газовые пузыри, шлаковые включения и т. д.), не разрушая металла. В местах дефектов рентгеновские лучи поглощаются меньше; чем в сплошном металле, и поэтому на фотопленке такие лучи образуют темные пятна, соответствующие форме дефекта. Для исследования структуры металла и дефектов изделий широко применяют гамма-лучи, которые проникают в изделие на большую глубину, чем рентгеновские. Магнитным методом исследуют дефекты в магнитных металлах (сталь, никель и др.) на глубине до 2 мм (трещины различного происхождения, неметаллические включения и т. д.). Для этого испытуемое изделие намагничивают, покрывают его поверхность порошком железа, осматривают поверхность и размагничивают изделие. Вокруг дефекта образуется неоднородное поле, вследствие чего магнитный порошок повторяет очертания дефекта. Другой метод - магнитный индукционный - часто используют для оценки полноты структурных превращений в сплавах (изделиях) после их термической обработки. Ультразвуковым методом осуществляется эффективный контроль качества металла изделий и заготовок практически любых размеров. В импульсных ультразвуковых дефектоскопах ультразвуковая волна от щупа - излучателя распространяется в контролируемом изделии и при встрече с каким-либо дефектом отражается от него. При этом отраженные волны принимаются, усиливаются и передаются на показывающий индикатор. Ультразвук используют для контроля качества роторов, рельсов, поковок, проката и других изделий при необходимости сохранения целостности изделий. Технологические и эксплуатационные свойства. Технологические свойства -это свойства, которые характеризуют способность металлов подвергаться обработке в холодном и горячем состояниях. Технологические свойства определяют при технологических пробах, которые дают качественную оценку пригодности металлов к тем или иным способам обработки. Образец, подвергнутый технологической пробе (рис. 1.7), осматривают. Признаком того, что образец выдержал испытание, является отсутствие трещин, надрывов, расслоения или излома. К основным технологическим свойствам относят: обрабатываемость резанием, свариваемость, ковкость, литейные свойства и др. Обрабатываемость резанием - одно из важнейших технологических свойств, потому что подавляющее большинство заготовок, а также деталей сварных узлов и конструкций подвергается механической обработке. Одни металлы обрабатываются хорошо до получения чистой и гладкой поверхности, другие же, имеющие высокую твердость, плохо. Очень вязкие металлы с низкой твердостью также плохо обрабатываются: поверхность получается шероховатой, с задирами. Улучшить обрабатываемость, например, стали можно термической обработкой, понижая или повышая ее твердость. Свариваемость - способность металлов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного металла. Ее определяют пробой сваренного образца на загиб или растяжение. Ковкость- способность металла обрабатываться давлением в холодном или горячем состоянии без признаков разрушения. Ее определяют кузнечной пробой на осадку до заданной степени деформации. Высота образца для осадки равна обычно двум его диаметрам. Если на боковой поверхности образца трещина не образуется, то такой образец считается выдержавшим пробу, а испытуемый металл - пригодным для обработки давлением. Литейные свойства металлов характеризуют способность их образовывать отливки без трещин, раковин и других дефектов. Основными литейными свойствами являются жидкотекучесть. усадка и ликвация. Ликвация – неоднородность химического состава сплавов, возникающая при их кристаллизации. Чем шире температурный интервал кристаллизации сплава, тем сильнее развивается ликвация.
Рис. 1.8. Технологические пробы: а- изгиб на определенный угол, б- изгиб до параллельности сторон, в- изгиб до соприкосновения сторон, г- на навивание, д - на сплющивание труб, е- на осадку
Жидкотекучесть- способность расплавленного металла хорошо заполнять полость литейной формы. Усадка при кристаллизации - это уменьшение объема металла при переходе из жидкого состояния в твердое; является причиной образования усадочных раковин и усадочной пористости в слитках и отливках. Эксплуатационные свойства. Эти свойства определяют в зависимости от условий работы машины специальными испытаниями. Одним из важнейших эксплуатационных свойств является износостойкость. Износостойкость - свойство материала оказывать сопротивление износу, т. е. постепенному изменению размеров и формы тела вследствие разрушения поверхностного слоя изделия при трении. Испытание металлов на износ проводят на образцах в лабораторных условиях, а деталей - в условиях реальной эксплуатации. При испытаниях образцов моделируются условия трения, близкие к реальным. Величину износа образцов или деталей определяют различными способами: измерением размеров, взвешиванием образцов и другими методами. К эксплуатационным свойствам следует также отнести хладостойкость, жаропрочность, антифрикционность и др. Твердостью называют способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Высокой твердостью должны обладать металлорежущие инструменты: резцы, сверла, фрезы, а также поверхностно упрочненные детали. Твердость металла определяют способами Бринелля, Роквелла и Виккерса (рис. 1.8).
Рис. 1.9. Определение твердости металла методами Бринелля (а). Роквелла (б) и Виккереа (в)
Способ Бринелл основан на том, что в плоскую поверхность металла вдавливают под постоянной нагрузкой стальной закаленный шарик. Диаметр шарика и величину нагрузки устанавливают в зависимости от твердости и толщины испытываемого металла. Твердость по Бринеллю определяют на твердомере ТШ (твердомер шариковый). Испытание проводят следующим образом. На поверхности образца, твердость которого нужно измерить, напильником или абразивным кругом зачищают площадку размером 3-5 см2. Образец ставят на столик прибора и поднимают до соприкосновения со стальным шариком, который укреплен в шпинделе прибора. Груз опускается и вдавливает шарик в испытываемый образец. На поверхности металла образуется отпечаток. Чем больше отпечаток, тем металл мягче. За меру твердости НВ принимают отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка диаметром d и глубиной t, который образуется при вдавливании силой Р шарика диаметра D (см. рис. 1.9, а). Числовое значение твердости определяют так: измеряют диаметр отпечатка с помощью оптической лупы (с делениями) и по полученному значению находят в таблице, приложенной к ГОСТу, соответствующее число твердости. Преимущество способа Бринелля заключается в простоте испытания и точности получаемых результатов. Способом Бринелля не рекомендуется измерять твердость материалов с НВ>450, например закаленной стали, так как при измерении шарик деформируется и показания искажаются. Для испытания твердых материалов применяют способ Роквелла. В образец вдавливают алмазный конус с углом при вершине 120° или стальной закаленный шарик диаметром 1,59 мм. Твердость по Роквеллу измеряется в условных единицах. Условная величина единицы твердости соответствует осевому перемещению наконечника на 0,002 мм. Испытание проводят на приборе ТК. Значение твердости определяется по глубине отпечатка h и отсчитывают по циферблату индикатора, установленному на приборе. Во всех случаях предварительная нагрузка Р0- равна 100 Н. При испытании металлов с высокой твердостью применяют алмазный конус и общую нагрузку P = P0 + P1=1500 Н. Твердость отсчитывают по шкале «С» и обозначают HRC. Если при испытании берется стальной шарик и общая нагрузка 1000 Н, то твердость отсчитывается по шкале «В» и обозначается HRB. При испытании очень твердых или тонких изделий используют алмазный конус и общую нагрузку 600 Н. Твердость отсчитывается по шкале «А» и обозначается HRA. Пример обозначения твердости по Роквеллу: HRC 50 - твердость 50 по шкале «С». При определении твердости способом Виккереа в качестве вдавливаемого в материал наконечника используют четырехгранную алмазную пирамиду с углом при вершине 136°. При испытаниях применяют нагрузки от 50 до 1000 Н (меньшие значения нагрузки для определения твердости тонких изделий и твердых, упрочненных поверхностных слоев металла). Числовое значение твердости определяют так: замеряют длины обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки и с помощью микроскопа и по полученному среднему арифметическому значению длины диагонали находят в таблице соответствующее число твердости. Пример обозначения твердости по Виккерсу - HV 500. Для оценки твердости металлов в малых объемах, например, на зернах металла или его структурных составляющих применяют способ определения микротвердости. Наконечник (индентор) прибора представляет собой алмазную четырехгранную пирамиду (с углом при вершине 136°, таким же, как и у пирамиды при испытании по Виккерсу). Нагрузка на индентор невелика и составляет 0,05—5 Н, а размер отпечатка 5—30 мкм. Испытание проводят на оптическом микроскопе ПМТ-3, снабженном механизмом нагружения. Микротвердость оценивают по величине диагонали отпечатка. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
|
|
