Твердость латуни по бринеллю

Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с.

Сталь

Сталь — сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода
менее 2,14%. Различают:

• низкоуглеродистые стали — 0,1-0,25% С;
• среднеуглеродистые стали — 0,35-0,55% С;
• высокоуглеродистые стали — 0,55-0,80% С.

Условные обозначения легирующих элементов:

• алюминий — Ю;
• бор — Р;
• ванадий — Ф;
• вольфрам — В;
• кобальт — К;
• кремний — С;
• марганец — Г;
• медь — Д;
• молибден — М;
• никель — Н;
• ниобий — Б;
• титан — Т;
• тантал — Та;
• фосфор — П;
• хром — Х;
• цирконий — Ц.

Марка легированной стали составляется из букв, соответствующих легирующим элементам. Если содержание элемента не превышает 1%, соответствующая буква не сопровождается справа цифрой, если содержание элемента более 1%, справа ставится цифра содержания элемента в процентах.

В начале марки слева от букв указывается среднее содержание углерода в сотых долях процента — двузначная цифра, либо в десятых долях процента — однозначная цифра.

Обозначения марок сталей: ст.40Х, ст.40ХН, ст.35ХСА — легированные марки сталей; 38ХН3МА — высоколегированная сталь. Подшипниковая сталь — ШХ15.

Углеродистые стали

Конструкционная сталь обыкновенного качества — Ст.0, Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.4 поставляется по механическим свойствам. С увеличением цифры повышаются предел прочности и предел текучести, износостойкость, снижаются относительное удлинение и ударная вязкость.

Конструкционная углеродистая качественная сталь — 05, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50. Двузначное число — содержание углерода в сотых долях процента. При повышенном содержании марганца справа ставится буква Г — 60Г, 65Г (пружинная сталь).

Качественная углеродистая инструментальная сталь — У7, У8, У10, У12 (У — углеродистая, цифра — среднее содержание углерода в десятых долях процента). При повышенном содержании марганца справа ставится буква Г — У8Г. В марках высококачественной инструментальной углеродистой стали в конце добавляется буква А — У8А. Углеродистая инструментальная сталь имеет высокое содержание углерода С = 0,8-1,4%, слаболегирована легирующими элементами: C, Cr, Mn, Si; закалка от 750 °С до 800 °С; отпуск — 180 °С; НRС = 65; скорость резания v 2 ,

где НВ — твердость по Бринеллю, Р — нагрузка на шарик, Н, F — площадь поверхности отпечатка, мм 2 . Обычно твердость по Бринеллю применяют для чугуна и стали твердостью до НВ = 400.

Твердость по отпечатку конусом — твердость материала, определяемая
путем вдавливания в него стального конуса с углом при вершине 90° и вычисляемая как частное от деления нагрузки на боковую поверхность полученного отпечатка.

Твердость по отпечатку пирамиды — твердость материала, определяемая путем вдавливания в него алмазной четырехгранной пирамиды стандартных размеров. Вычисляется как частное от деления нагрузки на поверхность полученного отпечатка.

Твердость по Роквеллу определяется вдавливанием алмазного наконечника конической формы с углом конуса 120° в испытуемый материал. Отсчет твердости проводится по шкале прибора. Примерно равные значения твердости — 401 НВ (по Бринеллю), 42 HRC (по Роквеллу).

Твердость по отскоку (по Шору) определяется по высоте отскока бойка весом 2,5 г с алмазным наконечником, свободно падающего с определенной высоты. Метод удобен для определения твердости деталей.

Твердость по царапанию — твердость материала, определяемая путем царапания его поверхности стандартным наконечником в определенных условиях.

Приборы для определения твердости делятся на стационарные и портативные.

Стационарный прибор для измерения твердости по методу Роквелла
металлов и сплавов, пластмасс, графита и электрографита TP5014 в соответствии с ИСО 6508-86, ДИН 50 103 и АСТМЕ 18-74 имеет электромеханический привод приложения и снятия основной нагрузки, комплект нагрузкой 600 Н. Шкала В — мера твердости (90±10) HRB показывает твердость при вдавливании стального шарика (∅1,59 мм) под нагрузкой 1 000 Н. Шкала С — мера твердости (65±5) НRС
показывает твердость при применении алмазного наконечника под нагрузкой 1 500 Н. Масса — не более 85 кг.

Портативные твердомеры используют метод измерения Либа, предложенный в 1978 году. Метод заключается в определении соотношения скорости отскока ударного элемента к скорости его падения и умножении результата на 1 000. Для отдельной группы материалов (например, сталь, алюминий и т.д.) значение твердости Либа непосредственно выражает их свойства твердости и поэтому может быть пересчитано в традиционные единицы твердости: Rockwell B и C, Vickers, Brinell и Shore D. Диапазон измерения твердости HB — 93-674; HRB — 59,6-99,2; HRC — 17,9-68,5; HV — 83-976; HS — 32,2-99,5. Результат измерения — в цифровом виде в выбранных единицах твердости. Габаритные размеры — 160×70×40 мм. Масса прибора — не более 0,4 кг.
Твердость рабочей части режущего инструмента (сверл, зенкеров, разверток, метчиков) должна быть не хуже HRC — 59-65. Твердость и острота зубьев напильников из инструментальной углеродистой стали марок У10, У12, У13 или из хромистой стали марок ШХ6, ШХ9, ШХ15 должна обеспечивать сцепляемость со стальной пластинкой твердостью не менее HRC 54. Твердость хвостовика напильника HRC 35. Твердость рабочих концов шабера после закалки должна быть HRC — 62-66. Твердость лезвий ножниц HRC — 52-58. Твердость рабочей части
зубил HRC — 52-57, твердость ударной части HRC — 32-40.

Определение видов проката установлен ГОСТ 2208-2007:

1. фольга: Плоское прокатанное изделие прямоугольного поперечного сечения равномерной толщиной от 0,05 до 0,10 мм, поставляемое в рулоне;
2. лента: Плоское прокатанное изделие прямоугольного поперечного сечения равномерной толщиной от 0,10 до 6,00 мм включительно, поставляемое в рулоне или разрезанное на длины (полосы) с обрезанной кромкой;
3. лист: Плоское прокатанное изделие прямоугольного поперечного сечения равномерной толщиной: холоднокатаное — от 0,20 до 12,00 мм включительно, поставляемое в отрезках с обрезанной или обкатанной кромкой; горячекатаное — от 3,00 до 25,00 мм включительно, поставляемое в отрезке;
4. плита: Плоское прокатанное изделие прямоугольного поперечного сечения равномерной толщиной свыше 25,00 мм, поставляемое в отрезке.

Механические свойства латунных листов и полос указаны в соответствии с требованием стандарта качества. прочностные и пластические характеристики латуни зависят от способа изготовления, марки и толщины латунных листов и полос

Прибор Бринелля служит для определения твердости относительно мягких металлов и сплавов.

Испытание на твердость по Бринеллю производится вдавливанием в испытываемый образец стального шарика определенного диаметра под действием заданной нагрузки в течение определенного времени.

Испытание проводят на твердомере Бринелля − автоматический рычажной пресс, кинематическая схема которого показана на рис. 1.2.

В некоторых конструкциях давление осуществляется гидравлическим способом, а в других грузами, передвижение которых осуществляется электродвигателем.

Процесс измерения твердости состоит из следующих операций:

1. Подготовка прибора к испытанию, выключающаяся, в основном, в подборе необходимой нагрузки; шарика определенного диаметра и продолжительности вдавливания.

В качестве индентора используется стальной закаленный шарик стандартных размеров диаметром D 10 мм, 5 мм или 2,5 мм в зависимости от толщины изделия.

При испытании материала толщиной более 6 мм применяют шарик диаметром 10 мм, для материала толщиной от 6 мм до 3 мм − диаметром 5 мм; для материала толщиной менее 3 мм − диаметром 2,5 мм.

Рис. 1.2. Схема прибора для измерения твердости методом Бринелля:

1− Столик для центровки образца;2 − маховик; 3 − грузы; 4 − шарик; 5− электродвигатель

Нагрузка Р на шарик выбирается в зависимости от рода материала и должна быть пропорциональна квадрату диаметра шарика. Условные стандартные нормы, принятые для различных материалов, следующие:

− для стали и чугуна Р = 30D 2 ,

− для меди и медных сплавов P = 10D 2 ,

− для алюминия, баббитов, свинцовистых бронз и

других очень мягких металлов Р = 2,5D 2 .

Кроме того, нагрузка считается выбранной правильно, если выдерживается соотношение