Początek

Skrypty Ciekawe strony  

Zaliczanie

   
 

Pomiar mikrotwardości 

Twardościomierze dynamiczne metoda Shore'a

I.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą dynamiczno - sprężystą pomiaru twardości. 

Pomiaru twardości tą metodą dokonuje się przy użyciu skleroskopu Shore'a, a więc celem 

ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania skleroskopu Shore'a i sposobem 

przeprowadzenia pomiaru tą metodą.

 

II.Wiadomości uzupełniające.

 

Metoda Shore'a polega na określaniu twardości próbki za pomocą pomiaru jej sprężystości, 

zaś odkształcenie trwałe materiału ( odcisk ) odgrywa tylko niewielką, pośrednią rolę. Przy 

pomiarze twardości skleroskopem Shore'a w nowszej konstrukcji bijak o masie m ( 

najczęściej 20 g ), zakończony diamentowym zaokrąglonym ostrzem pomiarowym, opada 

pionowo, swobodnie, w prostopadle do mierzonej powierzchni ustawionej rurce, z wysokości 

h ( najczęściej 112 mm ). Przy uderzeniu bijaka w badany materiał część siły opadania, 

zależna od wielkości granicy sprężystości materiału, wywołuje powstanie niewielkiego 

trwałego odcisku. Pozostała część energii opadania zmienia się w odkształcenie sprężyste 

próbki i bijaka i jest po uderzeniu przyczyną odskoku bijaka od próbki w rurce. Im twardsza 

jest próbka, tym większa jest wysokość odskoku bijaka. W zazwyczaj stosowanych 

skleroskopach Shore'a skala jest podzielona na 130 równych części ( nie w mm ). Do celów 

porównawczych stosuje się niskostopową próbkę zahartowanej stali eutektoidalnej, która ma 

twardość wg Shore'a 100 ( jednostek skali odskoków ).

Mimo istnienia tablic porównawczych, nie można przeliczyć twardości wg skali Shore'a na 

twardość wg skali Brinella. Należy pamiętać, że dla każdego rodzaju przedmiotów przed 

pomiarem przeprowadza się porównanie wyników tej metody pomiaru z innymi, a więc z 

metodą Rockwella, Vickersa ( rzadziej Brinella ). Skleroskop Shore'a ma duże zastosowanie 

do pomiarów porównawczych przy ustalaniu równomierności po obróbce cieplno - 

chemicznej ( po nawęglaniu i hartowaniu ). Powodowany odkształceniami trwałymi mały 

odcisk może być łatwo usunięty z powierzchni. Zaletą metody jest krótki czas pomiaru ( 1 do 

2 s ), dzięki czemu nadaje się ona szczególnie do pomiarów twardości części w wysokich 

temperaturach. Metoda ta znalazła zastosowanie także zastosowanie przy masowym pomiarze 

małych przedmiotów.

rys.1.1 Zasada działania skleroskopu Shore'a.

 

Metoda ta ma jednak kilka wad, gdyż wysokość odbicia się ciężarka od badanego materiału 

jest uzależniona zarówno od twardości, jak i od modułu sprężystości danego materiału. Toteż 

odpowiednio wyskalowany skleroskop nadaje się do pomiarów materiałów o tym samym 

module Jounga. Również wymiary i masa badanych przedmiotów wpływają na wysokość 

odbicia ciężarka, dając podczas pomiaru różne wyniki.

Ponieważ każde uderzenie ciężarka powoduje utwardzenie się miejscowe powierzchni 

badanej, zatem każdy następny pomiar powinien być wykonany w innym miejscu, odległym 

od poprzedniego co najmniej o 1 mm.

Dla maksymalnych twardości pomiar jest niezależny od średnicy bijaka, natomiast wpływ 

prowadzenia bijaka w rurze zaczyna się zaznaczać przy większych twardościach i wpływ ten 

jest bardzo wyraźny na próbkach o maksymalnych twardościach. Największe twardości ( 

powyżej 500 HB ) są mierzone w tej metodzie, jak się zdaje, z większą dokładnością niż w 

metodach statycznych. Przy pomiarach dużych twardości należy stosować mniejsze średnice 

bijaków, gdyż im mniejsza średnica bijaka, tym większa dokładność. Natomiast dla 

miększych metali należy stosować bijaki o większych średnicach dochodzących nawet do D = 

100 mm. Jednak wtedy następuje pewne tłumienie wywołane wyciskaniem powietrza spod 

bijaka.

Należy jeszcze zwrócić uwagę, że podobnie jak wyniki pomiarów statycznych twardości 

można uzależnić od wytrzymałości na rozciąganie, to pomiary dynamiczni - sprężyste można w 

przybliżeniu powiązać z granicą sprężystości.

 

III.Przebieg ćwiczenia.

 

1.Przygotować przedmiot badany.

2 Ustawić materiał na podstawce.

3 Dokonać pomiaru: podnieść ciężarek na odpowiednią wysokość, zwolnić przycisk 

podtrzymujący ciężarek, odczytać wynik na podstawie położenia dolnej krawędzi ciężarka.

 

IV. Uwagi do sprawozdania.

 

Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:

a / opisaną metodę Shore'a oraz wykonany schemat i opis skleroskopu Shore'a,

b / opisany przebieg próby i zestawienie wyniki,

c / uwagi i wnioski.