Instrukcja.2.1

Instrukcja.2.1, Nauka o materiałach

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
POLITECHNIKA LUBELSKA
WYDZIAŁ MECHANICZNY
KATEDRA IN
ņ
YNIERII
MATERIAŁOWEJ
Laboratorium In
Ň
ynierii
Materiałowej
Ę
WICZENIE Nr 2.1
Akceptował:
Kierownik Katedry
prof. dr hab. in
Ň
. A. Wero
ı
ski
Opracowali:
dr in
Ň
. Sławomir Szewczyk
mgr in
Ň
. Aleksander Łepecki
I.
Temat
ę
wiczenia:
Badania twardo
Ļ
ci materiałów metod
Ģ
Brinella.
II.
Cel
ę
wiczenia: Badanie zwi
Ģ
zków mi
ħ
dzy budow
Ģ
strukturaln
Ģ
materiałów a twardo-
Ļ
ci
Ģ
. Poznanie zasad pomiaru twardo
Ļ
ci metod
Ģ
Brinella.
III.
Wa
Ň
niejsze pytania kontrolne:
1.
Istota pomiaru twardo
Ļ
ci sposobem Brinella
2.
Budowa i zasada działania twardo
Ļ
ciomierza Brinella
3.
Wpływ wielko
Ļ
ci zastosowanego obci
ĢŇ
enia na wynik pomiaru twardo
Ļ
ci w meto-
dzie Brinella
4.
Zwi
Ģ
zki mi
ħ
dzy twardo
Ļ
ci
Ģ
Brinella a wytrzymało
Ļ
ci
Ģ
na rozci
Ģ
ganie
5.
Inne metody badania twardo
Ļ
ci materiałów przy u
Ň
yciu wgł
ħ
bników w kształcie
kulki
6.
Zalety i wady próby twardo
Ļ
ci metod
Ģ
Brinella.
IV.
Literatura:
1.
Przybyłowicz K.: Metaloznawstwo. WNT, Warszawa 2003.
2.
Blicharski M.: Wst
ħ
p do in
Ň
ynierii materiałowej. WNT, Warszawa 2003.
3.
Praca zbior. pod red. A. Wero
ı
skiego:
Ę
wiczenia laboratoryjne z in
Ň
ynierii materia-
łowej. Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 2002.
4.
Dobrza
ı
ski L. A.: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, materiały in
Ň
y-
nierskie z podstawami projektowania materiałowego. WNT, Warszawa 2002.
5.
PN-EN ISO 6506-1. Metale. Pomiar twardo
Ļ
ci sposobem Brinella. Cz
ħĻę
1: Metoda
bada
ı
.
6.
PN-EN ISO 6506-2. Metale. Pomiar twardo
Ļ
ci sposobem Brinella. Cz
ħĻę
2: Spraw-
dzanie i wzorcowanie twardo
Ļ
ciomierzy.
7.
PN-93/H-04357. Stal i staliwo. Tablice porównawcze twardo
Ļ
ci okre
Ļ
lonej sposo-
bem Rockwella, Vickersa, Brinella, Shore’a i wytrzymało
Ļ
ci na rozci
Ģ
ganie.
Politechnika Lubelska, Katedra In
Ň
V.
Przebieg
ę
wiczenia:
1.
Materiały i urz
Ģ
dzenia do bada
ı
1.1. Twardo
Ļ
ciomierz hydrauliczny Brinella typ B2
1.2. Mikroskop do odcisków Brinella
1.3. Wzorce kontrolne twardo
Ļ
ci
1.4. Próbki metali i stopów:
a) ze stali gatunek E235 i E360 w stanie surowym oraz po wy
Ň
arzaniu zupełnym
b) ze stali gatunek C10, C22, C30, C45, C60 po wy
Ň
arzaniu normalizuj
Ģ
cym
c)
Ň
eliwo szare,
Ň
eliwo sferoidalne, staliwo w
ħ
glowe, stal S235J2
d)
Ň
elazo armco, mied
Ņ
, aluminium, tytan
e) mosi
Ģ
dz, br
Ģ
z, dural, stop tytanu.
1.5. Instrukcja obsługi twardo
Ļ
ciomierza typ B2
1.6. Instrukcja obsługi mikroskopu do pomiarów odcisków Brinella
1.7. Szlifierka, papiery
Ļ
cierne.
2.
Przebieg bada
ı
Przed rozpocz
ħ
ciem
ę
wiczenia student obowi
Ģ
zkowo
zapoznaje si
ħ
z zaleceniami
instrukcji BHP.
Prowadz
Ģ
cy zaj
ħ
cia sprawdza opanowanie wiadomo
Ļ
ci podanych
w instrukcji BHP i znajomo
Ļę
problematyki badawczej. Po dopuszczeniu do wyko-
nania
ę
wiczenia nale
Ň
y wykona
ę
nast
ħ
puj
Ģ
ce czynno
Ļ
ci:
2.1. Uwa
Ň
nie przeczyta
ę
instrukcj
ħ
obsługi twardo
Ļ
ciomierza
2.2. Sprawdzi
ę
jako
Ļę
powierzchni badanych próbek w miejscu pomiaru twardo
Ļ
ci.
Pomiar powinien by
ę
wykonany na płaskiej i gładkiej powierzchni, bez war-
stwy tlenków i zanieczyszcze
ı
a zwłaszcza odtłuszczonej. W razie potrzeby
szlifowa
ę
r
ħ
cznie stosuj
Ģ
c papiery
Ļ
cierne o ziarnisto
Ļ
ci 100÷300
2.3. Zapozna
ę
si
ħ
z wymaganiami podanymi w normie PN-EN ISO 6506-1, nast
ħ
p-
nie ustali
ę
niezb
ħ
dne warunki przeprowadzenia próby:
a) dobra
ę
Ļ
rednic
ħ
kulki
D
w zale
Ň
no
Ļ
ci od grubo
Ļ
ci próbki (zał
Ģ
cznik B do nor-
my). Aby pomiar był reprezentatywny, zaleca si
ħ
wybra
ę
jak najwi
ħ
ksz
Ģ
Ļ
red-
nic
ħ
kulki
b) nale
Ň
y stosowa
ę
warto
Ļ
ci sił obci
ĢŇ
aj
Ģ
cych podane w tablicy 2
c) wielko
Ļę
siły obci
ĢŇ
aj
Ģ
cej
F
dobra
ę
tak, aby
Ļ
rednica odcisku
d
znajdowała si
ħ
mi
ħ
dzy warto
Ļ
ciami
0,24
D
i
0,6
D
. Aby spełni
ę
ten warunek, stosunek siły do
Ļ
rednicy (
0,102 ·
F/D
2
) powinien by
ę
dobrany w zale
Ň
no
Ļ
ci od materiału i za-
kresu twardo
Ļ
ci, jak podano w tablicy 3
d) okre
Ļ
li
ę
czas działania siły obci
ĢŇ
aj
Ģ
cej
e) ustali
ę
minimaln
Ģ
odległo
Ļę
mi
ħ
dzy
Ļ
rodkami dwóch s
Ģ
siednich odcisków
oraz odległo
Ļę
od brzegu próbki
f) okre
Ļ
li
ę
dokładno
Ļę
pomiaru
Ļ
rednicy odcisków
g) ustali
ę
dokładno
Ļę
podawania wyników pomiarów twardo
Ļ
ci.
© Copyright by S. Szewczyk, A. Łepecki, Lublin University of Technology, 2007
2
2.4. Opracowa
ę
i uzgodni
ę
z prowadz
Ģ
cym
ę
wiczenia zakres bada
ı
2.5. Zgodnie z instrukcj
Ģ
obsługi twardo
Ļ
ciomierza wykona
ę
minimum jeden po-
miar próbny
2.6. Wykona
ę
na ka
Ň
dej otrzymanej próbce po 3 odciski
2.7. Za pomoc
Ģ
mikroskopu do odcisków Brinella dokona
ę
pomiaru
Ļ
rednic odci-
sków w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach
2.8. Wykona
ę
szkic badanych próbek z zaznaczeniem miejsc pomiaru twardo
Ļ
ci
2.9. Wyznaczy
ę
twardo
Ļę
Brinella materiału w HBW ze wzoru lub odczyta
ę
z tablic
podanych w zał
Ģ
czniku C
2.10. W oparciu o PN-93/H-04357 porówna
ę
otrzymane twardo
Ļ
ci HBW z twardo-
Ļ
ciami według Vickersa oraz Rockwella
2.11. Wyznaczy
ę
warto
Ļę
wytrzymało
Ļ
ci na rozci
Ģ
ganie R
m
badanych próbek.
3.
Opracowanie sprawozdania
Sprawozdanie z przeprowadzonych bada
ı
powinno zawiera
ę
:
3.1. Cel bada
ı
, przedmiot bada
ı
, spis literatury
3.2. Schemat ilustruj
Ģ
cy zasad
ħ
działania twardo
Ļ
ciomierza Brinella
3.3. Dobór warunków pomiaru
3.4. Szkic badanych próbek z zaznaczeniem miejsc pomiaru twardo
Ļ
ci
3.5. Tabelaryczne zestawienie wyników bada
ı
3.6. Omówienie bł
ħ
dów pomiaru
3.7. Wykres zmian twardo
Ļ
ci (np. wpływ zawarto
Ļ
ci w
ħ
gla na twardo
Ļę
stali kon-
strukcyjnych w
ħ
glowych)
3.7. Wnioski dotycz
Ģ
ce zwi
Ģ
zków mi
ħ
dzy twardo
Ļ
ci
Ģ
a budow
Ģ
strukturaln
Ģ
bada-
nych materiałów.
4.
Materiały uzupełniaj
Ģ
ce
4.1. Instrukcja obsługi twardo
Ļ
ciomierza Brinella typ B2
4.2. Instrukcja obsługi mikroskopu MPB-2 do pomiarów odcisków Brinella.
4.3. Polskie Normy
PN-EN ISO 6506-1. Metale. Pomiar twardo
Ļ
ci sposobem Brinella. Cz
ħĻę
1:
Metoda bada
ı
.
PN-93/H-04357. Stal i staliwo. Tablice porównawcze twardo
Ļ
ci okre
Ļ
lonej spo-
sobem Rockwella, Vickersa, Brinella, Shore’a i wytrzymało
Ļ
ci na rozci
Ģ
ganie.
© Copyright by S. Szewczyk, A. Łepecki, Lublin University of Technology, 2007
3
4.1. Instrukcja obsługi twardo
Ļ
ciomierza Brinella typ B2
4.1.1. Budowa i zasada działania
Rys.4.1. Schemat twardo
Ļ
ciomierza Brinella:
1-siłomierz manometryczny, 2-zawór przepływowy, 3-cylinder, 4-tłok,
5-wgł
ħ
bnik (kulka f10; f5 lub f2,5 mm), 6-przedmiot badany, 7-stolik przed-
miotowy, 8-
Ļ
ruba podno
Ļ
na, 9-kółko r
ħ
czne, 10-pompka r
ħ
czna, 11-filtr oleju,
12-odpływ oleju, 13-jarzmo, 14-pr
ħ
t do zawieszania obci
ĢŇ
ników, 15-cylinderek,
16-tłoczek kulkowy, 17-obci
ĢŇ
niki, 18-zbiornik oleju, 19-szalka.
© Copyright by S. Szewczyk, A. Łepecki, Lublin University of Technology, 2007
4
Zasada działania
Twardo
Ļ
ciomierz hydrauliczny do pomiaru twardo
Ļ
ci sposobem Brinella składa si
ħ
z
trzech zasadniczych zespołów osadzonych w korpusie. W górnej przedniej cz
ħĻ
ci korpusu
znajduje si
ħ
zespół cylindra z tłokiem słu
ŇĢ
cym do przekazywania wymaganego nacisku
przez wgł
ħ
bnik (kulk
ħ
) na próbk
ħ
lub przedmiot badany. W górnej tylnej cz
ħĻ
ci korpusu
znajduje si
ħ
zespół do ustalenia ci
Ļ
nienia, którego zadaniem jest wytworzenie i utrzymanie
stałego obci
ĢŇ
enia w pewnym okresie czasu. W dolnej przedniej cz
ħĻ
ci korpusu znajduje si
ħ
Ļ
ruba podno
Ļ
na, na której osadzony jest stolik przedmiotowy.
W dolnej cz
ħĻ
ci cylindra (3) b
ħ
d
Ģ
cego jednocze
Ļ
nie głównym zbiornikiem oleju, znaj-
duje si
ħ
tłok (4). Wymienne oprawki kulek (5) nakr
ħ
cane s
Ģ
na trzpie
ı
osadowy w tłoku (4).
Na górnej zw
ħŇ
onej cz
ħĻ
ci cylindra umieszczony jest siłomierz manometryczny (1).
Olej znajduj
Ģ
cy si
ħ
w głównym zbiorniku przetłaczany jest pompk
Ģ
r
ħ
czn
Ģ
(10) ponad
tłok (4). W czasie pompowania przy zamkni
ħ
tym zaworze przepływowym (2), olej wywiera
nacisk na tłoczek kulkowy (16) oraz na tłok (4). W czasie pompowania oleju, gdy uprzednio
próbka (6) została doprowadzona do zetkni
ħ
cia si
ħ
z kulk
Ģ
(5), ci
Ļ
nienie w cylindrze wzra-
sta, a
Ň
do momentu podniesienia si
ħ
jarzma (13) z obci
ĢŇ
nikami (17) umieszczonymi na
szalce (19) na wysoko
Ļę
ok. 30 mm. Zbyt wysokie podniesienie jarzma (13) wraz z obci
ĢŇ
-
nikami powoduje wypływ oleju z cylinderka (15) poprzez zbiornik przelewowy, rurk
ħ
i filtr
(11) do zbiornika głównego. Po zaprzestaniu pompowania jarzmo utrzymuje stałe obci
ĢŇ
e-
nie działaj
Ģ
ce na kulk
ħ
(5).
ņĢ
dan
Ģ
wielko
Ļę
obci
ĢŇ
enia uzyskuje si
ħ
poprzez zawieszenie
odpowiednich obci
ĢŇ
ników (patrz - tabliczka obci
ĢŇ
e
ı
znajduj
Ģ
ca si
ħ
na korpusie). Obci
Ģ
-
Ň
enie działaj
Ģ
ce na próbk
ħ
wskazuje orientacyjnie siłomierz manometryczny (1). W zawór
przepływowy (2) wbudowany jest zawór bezpiecze
ı
stwa działaj
Ģ
cy przy przekroczeniu ob-
ci
ĢŇ
enia 35000 N.
ĺ
ruba podno
Ļ
na (8) uruchamiana kółkiem r
ħ
cznym (9) słu
Ň
y do moco-
wania stolika (7) np. płaskiego, pryzmatycznego lub z podkładk
Ģ
kulist
Ģ
oraz podnoszenia
b
Ģ
d
Ņ
opuszczania badanej próbki (6).
4.1.2. Przebieg próby
Pomiary twardo
Ļ
ci próbek nale
Ň
y przeprowadzi
ę
zgodnie z norm
Ģ
PN-EN ISO 6506-1
oraz ni
Ň
ej podanymi wskazówkami:
1. Dobór
Ļ
rednicy kulki
Twardo
Ļ
ciomierz Brinella typ B2 przystosowany jest do pomiarów przy u
Ň
yciu ku-
lek o
Ļ
rednicy 2,5; 5 i 10 mm.
ĺ
rednic
ħ
kulki
D
dobiera si
ħ
w zale
Ň
no
Ļ
ci od grubo-
Ļ
ci badanej próbki (zał
Ģ
cznik B do normy). Aby pomiar był reprezentatywny, zale-
ca si
ħ
wybra
ę
jak najwi
ħ
ksz
Ģ
Ļ
rednic
ħ
kulki. Tak dobran
Ģ
kulk
ħ
nale
Ň
y zało
Ň
y
ę
do
oprawki twardo
Ļ
ciomierza.
2. Wielko
Ļę
siły obci
ĢŇ
aj
Ģ
cej
Wielko
Ļę
siły obci
ĢŇ
aj
Ģ
cej
F
nale
Ň
y dobra
ę
tak, aby
Ļ
rednica odcisku
d
znajdowała
si
ħ
mi
ħ
dzy warto
Ļ
ciami
0,24
D
i
0,6
D
. Aby spełni
ę
ten warunek, stosunek siły do
Ļ
rednicy (
0,102 ·
F/D
2
) powinien by
ę
dobrany w zale
Ň
no
Ļ
ci od materiału i zakresu
© Copyright by S. Szewczyk, A. Łepecki, Lublin University of Technology, 2007
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]