 |
Методы измерения твердости металлов и сплавов
|
|
|
|
Испытание на микротвердость применяется для определения твердости очень мелких деталей, тонких слоев, получающихся в результате химико-термической обработки, гальванических покрытий, тонких полуфабрикатов (фольга, проволока и т.п.), а также и для измерения твердости структурных составляющих металлических сплавов. Методом микротвердости могут решаться и некоторые металловедческие задачи, такие как: изучение диффузии, ликвации, определение пределов растворимости в твердом состоянии и т.п.
Цель работы – изучить устройство прибора ПМТ-3, освоить методику проведения испытаний на микротвердость.
Область применения испытаний на твердость очень велика, но с их помощью нельзя решить все задачи испытания. Основные области применения для наиболее часто используемых способов испытания на твердость:
а) по Бринеллю - металлические материалы твердостью до НВ 450;
б) по Виккерсу - металлические материалы от очень низкой до очень высокой твердости; способ особенно пригоден для очень твердых материалов и пленок, а также для маленьких или тонких образцов;
в) по Роквеллу С - закаленные стали, закаленные и отпущенные сплавы в диапазоне твердости HRC 20-67;
г) по Роквеллу В - материалы средней твердости, стали с низким и средним содержанием углерода, латунь и др. в диапазоне твердости HRB 35-100.
Целью технического испытания на твердость является определение «суммарного значения» твердости, т.е. интерес представляет не твердость отдельных составных частей структуры или небольших областей материала, а его средняя твердость. Как правило, испытательные нагрузки, а вместе с тем получаемые отпечатки индентора настолько велики, что различные твердости отдельных составных частей структуры или отдельных кристаллов не оказывают уже более отрицательного влияния на результаты испытания. Определять твердость крупнозернистых материалов или материалов с очень неоднородной структурой рекомендуется по Бринеллю.
|
|
|
Определение микротвердости материалов
Устройство прибора ПМТ-3
В состав микротвердомера входят следующие узлы: штатив, предметный столик, узел механизма нагружения, тубус с осветителем, монокулярная насадка, комплект объективов. Принцип действия микротвердомера основан на вдавливании алмазного наконечника (пирамиды) в исследуемый материал под определенной нагрузкой и измерении линейной величины диагонали или стороны полученного отпечатка. Число микротвердости определяется делением нормальной нагрузки, приложенной к алмазному наконечнику, на условную площадь боковой поверхности полученного отпечатка.
| (5) |
| Рисунок 10 - Микротвердомер ПМТ-3М |
Штатив состоит из основания 1 и колонки 20, имеющей снаружи ленточную резьбу для перемещения в вертикальном положении тубусодержателя 15 с тубусом при помощи гайки 17. Тубусодержатель закрепляется на колонке при помощи резной втулки винтом 16, который при работе должен быть зажат. В тубусодержателе размещены механизмы грубого и микрометрического движения тубуса микротвердомера. Вращая барашек 13 грубого движения и барашек 14 микрометрического движения, можно перемещать тубус вверх и вниз. Ход механизма грубого движения можно регулировать. Если один барашек грубого движения немного развернуть относительно другого, ход тубуса будет тяжелее или легче в зависимости от того, в какую сторону развернуты барашки. Кроме того, механизм грубого движения можно застопорить при помощи рукоятки 9.
На барашке 14 имеется шкала, одно деление которой соответствует 0,002 мм перемещения тубуса.
|
|
|
Микротвердомер ПМТ-3М имеет в своём составе следующие компоненты:
1. Предметный столик
Предметный столик 6 закреплен на основании штатива тремя винтами. Верхняя часть столика, на которую устанавливается предмет, может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью винтов 4. Отпустив стопорный винт 5, можно рукояткой 1 поворачивать столик от упора до упора. На пластине 2 с помощью пластилина и прессика можно установить предмет любой конфигурации. Для исследования поверхностей цилиндрических предметов в комплект микротвердомера входит специальная металлическая призма.
2. Механизм нагружения
Механизм нагружения состоит из штока 9, закрепленного на двух пружинах, расположенных внутри корпуса механизма. На штоке закреплен узел — воздушный демпфер 8. В держатель 11 вставляется алмазный наконечник 13, а на утолщенную часть штока устанавливается гиря 10 из комплекта гирь. Для получения отпечатка шток опускают плавным вращением рукоятки 5 арретира против часовой стрелки.
3. Осветитель
Осветитель 19 закреплен на тубусе микроскопа микротвердомера и служит для освещения исследуемого объекта. При повороте рукоятки 7 от упора до упора осветитель позволяет рассматривать предмет как в светлом, так и в темном поле. Равномерное освещение достигается перемещением и разворотом патрона с лампой 18. При установке патрона с лампой необходимо соблюдать осторожность, так как сдвиг осветителя вызовет разъюстировкумикротвердомера. Светофильтры 21 осветителя предназначены для повышения контрастности исследуемого предмета. Дампа осветителя питается от блока питания 9 В, 25 Вт, встроенного в основание 1 микротвердомера. Включается блок питания тумблером 2. Рукоятка 3 служит для регулировки силы света осветителя. Штепсель 3 осветителя вставляется в разъем. Блок питания встроенный работает от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц.
4. Фотоэлектрический окулярный микрометр
Фотоэлектрический окулярный микрометр 11 устанавливается на тубусе наклонной монокулярной насадки 12 и закрепляется винтом 10. Окулярный микрометр при установке должен быть развернут так, чтобы его вертикальный (подвижный) штрих был перпендикулярен отрезку, который необходимо измерить. Отпечатки, полученные от вдавливания алмазного наконечника, можно фотографировать.
|
|
|
