Электротехнические материалы

Лабораторные работы

 авторы: д.т.н., профессор Целебровский Ю.В. , д.ф.м.н., профессор Коробейников С.М., аспирант Дрожжин А.П., н.с. Нестеров С.В., н.с. Черненко Н.А.

Лабораторная работа 

№ 5

Измерение твердости материалов

 Основные сведения:

      Твёрдость – это сопротивление, которое оказывает испытуемое тело при внедрении в него другого более твёрдого тела. Статическим методом измерения твёрдости называется такой, при котором индентор, изготовленный из определённого материала и имеющий определённую форму, медленно и непрерывно вдавливается в испытываемый материал с некоторой силой. В результате возникает местная деформация материала, имеющая упругую и пластическую составляющие. Для определения твёрдости материала имеет значение лишь пластическая деформация. Величины твёрдости, определённые на одной и той же детали различными методами, могут отличаться. Поэтому величина твёрдости должна иметь ещё обозначение метода, по которому твёрдость определялась.

 Методические указания:

Измерение твёрдости по Роквеллу производится прибором ТК-2 по шкале С. В качестве индентора используется конус, выполненный из твёрдого материала, с углом 120⁰ при вершине. Твёрдость измеряют, вдавливая индентор в испытываемый материал, причём нагрузку прикладывают и снимают в две стадии. Величина твёрдости зависит от разности глубин проникновения индентора в материал под действием этих двух стадий нагружения. Твёрдость измеряется в произвольных HRC единицах, не имеющих размерности. При работе наконечником из твёрдого сплава необходимо вводить соответствующие поправки.

Процесс измерения твёрдости по Роквеллу состоит в следующем. Сначала дают предварительную нагрузку. Для этого образец вместе со столиком, на котором он находится, поджимают к индентору с силой 10 кГ. После этого индикатор часового типа ставят на нуль и дают основную нагрузку в 150 кГ. Нагрузка прикладывается плавно в течении 3-5 сек.. Под действием этой нагрузки индентор вдавливается в материал и стрелка индикатора передвигается на определённое число делений.  Когда стрелка индикатора останавливается, основную нагрузку снимают. После этого на индентор действует только предварительная нагрузка. Стрелка индикатора показывает теперь разность между глубиной вдавливания под действием основной нагрузки (после снятия этой нагрузки) и предварительной нагрузкой (при действии этой нагрузки). При измерении твердости по методу HRC шкала делится на 100 единиц твёрдости. Полная величина шкалы соответствует разностному ходу индентора, равному 0,2 мм. Твёрдость испытуемого материала считывается непосредственно с индикатора прибора.

Содержание отчета:

1. Цель работы.

2. Результаты измерений в виде таблицы и графика.

3. Выводы.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение понятия “твёрдость”.

2. Объясните процесс измерения твёрдости материалов.

3. Какую роль в процессе измерений играет упругая деформация?

4. Чем обуславливается появление случайной погрешности в процессе    измерений?

5. Каким образом мягкий листовой материал влияет на показания прибора и почему?

6. Объясните необходимость предварительной нагрузки в 10 кГ.

1. Измерение удельного сопротивления и определение температурного коэффициента удельного сопротивления металлов.
   




2. Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь различных диэлектриков
   




3. Исследование композиционного резистивного материала ЭКОМ
   




4. Определение электрической прочности воздуха и трансформаторного масла.
   




5. Измерение твердости материалов
   




6. Изготовление низкотемпературной керамики