Теоретико-экспериментальное обоснование повышения износостойкости пары трения кольцо-маслоотражатель турбокомпрессора методом отпуска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ёрдости металлов ТК-2 (см. рис. 3.11). При этом методе индентором являлся как алмазный конус, так и стальной закаленный шарик, диаметром 1,5875 мм (1/16 дюйма). В отличие от измерений по методу Бринелля, мы твердость определяли по глубине отпечатка, а не по его площади. Глубина отпечатка измерялась в процессе вдавливания, что значительно упростило испытания. Нагрузка, прилагалась последовательно в две стадии (ГОСТ 9013-59): сначала предварительная, она была равная 10 кгс (для устранения влияния упругой деформации и различной степени шероховатости), а затем основная.
Рисунок 3.11. Схема прибора для измерения твердости материалов ТК-2М (по методу Роквелла).
После приложения предварительной нагрузки индикатор, измеряющий глубину отпечатка, устанавливался на нуль. Когда отпечаток был получен приложением окончательной нагрузки, основную нагрузку снимали и измеряли остаточную глубину проникновения наконечника t.
Число твердости по Роквеллу мы измеряли в условных единицах, оно является мерой глубины вдавливания индентора под определенной нагрузкой. Сначала индентор вдавливался в поверхность образца под предварительной нагрузкой Р0 = 100 Н, которая не снималась до конца испытания. Это обеспечило повышенную точность испытания, так как исключило влияние вибраций и тонкого поверхностного слоя. Под нагрузкой Ро индентор погружался в образец. Затем на образец подавалась полная нагрузка Р = Ро + Р1 и увеличивалась глубина вдавливания. Последняя после снятия основной нагрузки P1 {когда на индентор вновь действует только предварительная нагрузка Ро) определяла число твердости по Роквеллу (HR).
Твердость по Роквеллу выражают в единицах условной шкалы и вычисляют как линейную функцию разности глубин, на которые последовательно вдавливают стандартный наконечник под действием предварительной нагрузки Р0 и основной Р1 (рис. 3.12). За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм.
Остаточную деформацию измеряли после снятия основной нагрузки Р при наличии остающейся нагрузки, которая всегда равна предварительной нагрузке Р0. Величина последней составляла 10 кгс (98 Н), а величина основной нагрузки Р1 задавалась в зависимости от применяемого наконечника и размеров испытуемого объекта.
Рисунок 3.12. Схема определения твердости по Роквеллу
Числа твердости отсчитывались по шкале индикатора часового типа, стрелка которого показывала результаты вычитания разности глубин в миллиметрах, на которые вдавливался наконечник под действием двух последовательно приложенных нагрузок (предварительной и основной), из некоторой постоянной, имеющей размерность в миллиметрах. Шкала индикатора имеет 100 делений, каждое из которых соответствует углублению наконечника на 0,002 мм.
Твердость по Роквеллу обозначают латинскими буквами HR с добавлением латинской буквы, определяющей условия, при которых проводилось испытание, так:
С означает, что испытание происходило с алмазным конусом при нагрузке Р1 = 140 кгс (1372 Н);
А означает, что испытание происходило с алмазным конусом при нагрузке Р1 = 50 кгс (490 Н);
В означает, что испытание происходило со стальным шаром при нагрузке Р1 = 90 кгс (883 Н).
Пример обозначения твердости по Роквеллу: HRC 60 - твердость по Роквеллу 60 единиц по шкале С. Твердость по Роквеллу при вдавливании алмазного конуса выражают числом делений условной шкалы из формулы [21]:
(3.5)
где h - остающаяся глубина внедрения наконечника в испытуемый металл под действием общей нагрузки, определяемая после снятия основной нагрузки; h1 - глубина внедрения наконечника в испытуемый металл под действием предварительной нагрузки; с - постоянная, равная 0,002 мм.
При вдавливании стального шарика число твердости находится из формулы
(3.6)
где значения h, h1 и с те же, что и при определении твердости вдавливанием алмазного конуса.
Так как числа твердости возрастают с повышением твердости испытуемого металла, а увеличение глубины отпечатка означает понижение твердости, то стрелка индикатора после приложения основной нагрузки двигается в сторону, обратную возрастанию шкалы индикатора, т.е. против движения часовой стрелки.
Пределы определения твердости по трем стандартизированным шкалам установлены следующие:
- шкалу А применяют для испытания твердых сплавов или тонкого твердого листового материала, а также для тех испытаний, при которых требуется определить твердость лишь тонкого верхнего слоя поверхности. Предельные числа твердости HRA 70…85;
шкалу С применяют для определения твердости термически обработанной стали. Предельные числа твердости HRC 20…67. При испытании металла твердостью менее HRC 20 алмаз слишком глубоко проникает в образец, и так как погрешности формы наконечника увеличиваются к основанию, то результаты получаются недостаточно точными. При твердости образца более HRC 67 на конец алмаза создается слишком большое давление, и он может выкрошиться;
шкала В служит для испытания металлов средней твердости. Предельные числа твердости - HRB 25…100. При испытании металлов, имеющих твердость менее HRB 25, в большинстве случаев пластическая деформация продолжается длительное время, и результаты получаются неточными. Кроме того, при твердости испытуемого образца ниже HRB 25 отсчеты становятся неправильными из-за слишком большой площади соприкосновения ша