badania mikrotwardosci.docx

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z pomiarami mikrotwardości metodami: Vickersa         i Knoopa; zakresem stosowania, zasadami i warunkami wykonywania badania oraz obsługą stanowiska pomiarowego.

2. Przyrząd pomiarowy             

Mikrotwardość to pomiar twardości przy obciążeniu wgłębnika poniżej 9,81 N.

Podczas przeprowadzania badań wykorzystano następujące metody pomiaru:

·        Vickersa – w metal jest wciskany diamentowy wgłębnik w kształcie ostrosłupa o podstawie kwadratu i kącie nachylenia ścian wierzchołka 136o. Po dokonaniu pomiaru mierzy się długości przekątnych powstałego odcisku, którym jest romb.

·        Knoopa – polega na wciskaniu w badany materiał diamentowego ostrosłupa o podstawie prostokątnej i kątach wierzchołkowych między ścianami wynoszącymi 130° i 172°30'.              W metodzie tej powstaje odcisk o kształcie rombu, o mniejszej głębokości niż w przypadku metody Vickersa.

Rys. 1. Przyrząd do pomiaru mikrotwardości Microtech MX3

3. Przebieg doświadczenia oraz parametry:

Do badania przygotowano 2 próbki, wykonane ze stali C45 (o zawartości węgla 0,45 %):

·         pierwsza okrągła, po hartowaniu konwencjonalnym na wskroś,

·         druga w kształcie kwadratu o wymiarach 10x10 mm, w stanie normalizowanym (po „wyjściu” z huty).

Obciążenie wynosiło: Q = 100 G  = 980,7 mN

          Próbka 1                                                  Próbka 2

Rys. 2. Próbki użyte do badania mikrotwardości

Każdą z próbek mocuje się w przyrządzie i poddaje badaniu mikrotwardości za pomocą wgłębnika diamentowego, który w metodzie Vickersa umieszczony jest po prawej stronie przyrządu, natomiast w metodzie Knoopa po lewej. Pomiar jest wykonywany po 15 sekundach od chwili umieszczenie próbki w przyrządzie; wynik jest wyświetlany na ekranie urządzenia pomiarowego.

Rys. 3. Wynik jednego z pomiarów wyświetlony na ekranie przyrządu

4.      Wyniki pomiarów

Tabela 1. Uzyskane pomiary

5. Wykresy

Rys. 4. Zależność pomiaru mikrotwardości metodą Vickersa od rodzaju próbki

Rys. 5. Zależność pomiaru mikrotwardości metodą Knoopa od rodzaju próbki

6. Wnioski:

Na powyższych wykresach można zaobserwować, iż próbka hartowana ma większą twardość, niż ta sama próbka przed hartowaniem. Po przeprowadzeniu hartowania w materiale powstają lokalne koncentracje naprężeń powodujące wzrost własności wytrzymałościowych: twardości, wytrzymałości, granicy plastyczności i sprężystości oraz odporności na ścieranie. Próbki w stanie normalizowanym mają te właściwości gorsze. Jeżeli chodzi o dokładność w wyznaczaniu mikrotwardości, metoda Knoopa jest dokładniejsza.

1