Автор24

Информация о работе

Подробнее о работе

Страница работы

Методы и средства измерения твердости

  • 17 страниц
  • 2021 год
  • 2 просмотра
  • 0 покупок
Автор работы

user177111

Кaким бы простым ни кaзaлось дело, обрaтись к профессионaлу!

170 ₽

Работа будет доступна в твоём личном кабинете после покупки

Гарантия сервиса Автор24

Уникальность не ниже 50%

Фрагменты работ

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Твёрдость, как характеристика свойств материала 4
2. Методы измерения твердости и измеряемые характеристики 5
3. Классификация методов индентирования для измерения твердости материалов 7
3.1 Общие понятия 7
3.2 Статическая твердость 7
3.3 Динамическая твердость 9
3.4 Микротвердость 10
3.5 Наноиндентирование 12
3.6 Сравнительный анализ методов индентирования и основные факторы, влияющие на результат измерения твердости 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17

1. Твёрдость, как характеристика свойств материала
Твердость является одной из основных характеристик материала. Она дает возможность применения его при различных эксплуатационных условиях работы и в конструкциях различного типа, то есть твердость определяет качество материала. Понятие «твердость» широко распространено и часто применяется в повседневной жизни. Без численного выражения твердости, либо ее определения различают как мягкие, так и твердые вещества и материалы. В технике наиболее часто это понятие определяют как сопротивление, оказываемое телом при внедрении в него другого, более твердого тела.
Испытание на твердость относится к наиболее часто используемым методам механических испытаний материалов. Этому способствуют нижеперечисленные преимущества:
1. Существует количественная зависимость между механическими свойствами материала и между его твердостью, которая определяется способом вдавливания.
2.
...

2. Методы измерения твердости и измеряемые характеристики
Твердость можно понимать следующим образом – это определенное свойство материала, которое позволяет сопротивляться внедрению в данный материал более упругого и твердого индентора. Индентирование является одним из способов механических испытаний. В процессе увеличения нагрузки на наконечник материал проявляет те же свойства, что и при любом другом виде механических испытаний и проходит три стадии: упругую деформацию, пластическую деформацию и разрушение.
...

3.1 Общие понятия
Методы индентирования, как правило, по масштабному фактору делят на несколько видов: макроиндентирование, микроиндентирование, а также наноиндентирование. В международном стандарте ISO 14577 («Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Часть 2. Проверка и калибровка твердомеров») определены следующие масштабные диапазоны измерений твердости:
• нанодиапазон – усилие от 0,1 до 1960 мH, глубина индентирования h – не более двадцати нанометров;
• микродиапазон – усилие менее 2 Н, h – более двадцати нанометров;
• макродиапазон – усилие от 2 до 30 кН, h – более двадцати нанометров.
Выделяют еще пикоиндентирование в случае, если глубина отпечатка не превышает несколько нанометров, а разрешение – не более одного нанометра.
При определении микротвердости используют нагрузки в диапазоне 0,049–4,9 ньютона, при макротвердости – более 49 ньютонов.
...

3.2 Статическая твердость
Среди методов определения статической твердости материалов следует выделить методы Бринелля, Виккерса и Роквелла.
При измерении твердости по Бринеллю в качестве индентора используется стальной шарик диаметром D, который равен 10; 5 или 2,5 миллиметра. Нагрузка при испытании может изменяться от двух с половиной до тридцати тысяч ньютонов в зависимости от вида материала. Отпечаток после сферического индентирования представляет собой лунку диаметром d (Рисунок 3.1, а).2
Измерение твердости по методу Бринелля не применяется для материалов, имеющих высокую твердость, так как стальной шарик, действующий на испытуемый материал, может деформироваться.

Рисунок 3.1 - Схема определения твердости
а – по Бринеллю (сферический индентор); б – по Роквеллу (конический индентор); в– по Виккерсу (индентор в виде пирамиды)

Метод Роквелла наименее трудоемок и наиболее универсален (Рисунок 3.1, б).
...

3.3 Динамическая твердость
При измерении твердости материала динамическими методами, твердость определяется при ударе, где оценивается кинетическая энергия индентора, а точнее расход этой энергии. К динамическим методам можно также условно отнести метод царапания. Измерение твердости методом склерометрии заключается в анализе профиля царапин, нанесенных на поверхность материала.
Основные методы измерения динамической твердости приведены в Таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Методы определения динамической твердости материалов

Метод предполагает непрерывную регистрацию параметров процесса индентирования, с помощью которого возможно довольно точно оценивать модуль упругости, прочностные и пластические свойства материалов, прочность сцепления покрытия с основой, степень пористости.
...

3.4 Микротвердость
Такой метод применяется для нахождения твердости материала, имеющего небольшое покрытие, либо просто небольшого образца.
При внедрении индентора возникают деформации, а иногда и микротрещины, которые образуют новые поверхности. В связи с этим микротвердость можно представить как сумму процессов, происходящих при ее измерении.
При малых нагрузках требуется много энергии на образование новой поверхности и твердость в этом случае выше, чем при большой нагрузке.
Использование измерения микротвердости материала следующее:
• для исследования структурных составляющих материала;
• использование по локальным объемам материала оценки микронеоднородности пластической деформации;
• использование по толщине поверхностного слоя анализа градиента микротвердости;
• для оценки анизотропии прочностных свойств монокристалла;
• для оценки разброса значений микротвердости в материале.
...

3.5 Наноиндентирование
Среди методов измерения твердости в нанометровом масштабе можно отметить: метод склерометрии и методы вдавливания индентора в материал (наноиндентирование).
Наиболее популярным методом измерения твердости в нанометровом масштабе является метод динамического наноиндентирования. Но при данном методе при небольших глубинах внедрения индентора и при небольших нагрузках измерение твердости может быть не точным и не корректным. Это объясняется тем, что появляются пластические навалы по периметру отпечатка в процессе измерения. Подложка оказывает влияние на механические характеристики пленок и даже при небольших глубинах проникновения испытывает упруго-пластические деформации.
При наноиндентировании используются инденторы различной формы, некоторые из которых представлены на Рисунке 3.2.4

Рисунок 3.
...

3.6 Сравнительный анализ методов индентирования и основные факторы, влияющие на результат измерения твердости
Для определения твердости строят кривую индентирования (фактически кривую нагружения) в координатах «глубина внедрения индентора–сила сопротивления внедрению индентора» (Рисунок 3.3). Кривая имеет следующие участки:
• ветвь нагружения 1, характеризующая сопротивление материала внедрению индентора;
• горизонтальный участок 2, соответствующий выдержке образца при максимальной нагрузке;
• участок разгружения 3;
• участок выдержки 4 при снятии 90% максимальной нагрузки;
• участок разгружения 5 до нулевого значения (полного снятия нагрузки).
Наличие этих участков соответствует рекомендациям стандартов измерения твердости по последовательности нагружения образца.5

Рисунок 3.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрено твердость, как характеристика свойств материала, методы измерения твердости и измеряемые характеристики, классификация методов индентирования для измерения твердости материалов, а также сравнительный анализ методов индентирования и основные факторы, влияющие на результат измерения твердости и другие моменты.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, понятие «твердость» широко распространено и часто применяется в повседневной жизни. Различают твердые и мягкие вещества без определения или численного выражения твердости. В технике наиболее часто это понятие определяют как сопротивление, оказываемое телом при внедрении в него другого, более твердого тела.
...

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Валеев С.И., Поникаров С.И. Техническая диагностика. - Учебное пособие. — Казань: Изд-во Академии наук РТ, 2015. — 124 с.
2. Гропянов А.В. и др. Материаловедение. - Учебно-методическое пособие к практическим и лабораторным занятиям. — СПБ: СПбГТУРП, 2013. — 78 с.
3. Пантелеенко Ф.И., Снарский А.С. Методология оценки состояния материала ответственных металлоконструкций. - Минск: БНТУ, 2010. — 196 с.
4. Скапцов А.А., Грибов А.Н. Основы измерения твердости материалов методом наноиндентирования. - Учебное пособие. — Саратов: СГУ, 2013. — 42 с.
5. Суровой С.Н., Самойлова М.С. Специальные вопросы измерения и контроля в ювелирной промышленности. - Учебно-методическое пособие. — Минск: Белорусский национальный технический университет, 2018. — 63 с.
6. Хотинов В.А., Фарбер В.М., Селиванова О.В., Морозова О.В. Современные инструментальные методы исследования механических свойств. - Учебное пособие. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. — 96 с.
7. Орешко Е.И. Методы измерения твердости материалов. - ТРУДЫ ВИАМ №1 (85) 2020, с. 101 – 117.

Форма заказа новой работы

Не подошла эта работа?

Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

Согласен с условиями политики конфиденциальности и  пользовательского соглашения

Фрагменты работ

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Твёрдость, как характеристика свойств материала 4
2. Методы измерения твердости и измеряемые характеристики 5
3. Классификация методов индентирования для измерения твердости материалов 7
3.1 Общие понятия 7
3.2 Статическая твердость 7
3.3 Динамическая твердость 9
3.4 Микротвердость 10
3.5 Наноиндентирование 12
3.6 Сравнительный анализ методов индентирования и основные факторы, влияющие на результат измерения твердости 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17

1. Твёрдость, как характеристика свойств материала
Твердость является одной из основных характеристик материала. Она дает возможность применения его при различных эксплуатационных условиях работы и в конструкциях различного типа, то есть твердость определяет качество материала. Понятие «твердость» широко распространено и часто применяется в повседневной жизни. Без численного выражения твердости, либо ее определения различают как мягкие, так и твердые вещества и материалы. В технике наиболее часто это понятие определяют как сопротивление, оказываемое телом при внедрении в него другого, более твердого тела.
Испытание на твердость относится к наиболее часто используемым методам механических испытаний материалов. Этому способствуют нижеперечисленные преимущества:
1. Существует количественная зависимость между механическими свойствами материала и между его твердостью, которая определяется способом вдавливания.
2.
...

2. Методы измерения твердости и измеряемые характеристики
Твердость можно понимать следующим образом – это определенное свойство материала, которое позволяет сопротивляться внедрению в данный материал более упругого и твердого индентора. Индентирование является одним из способов механических испытаний. В процессе увеличения нагрузки на наконечник материал проявляет те же свойства, что и при любом другом виде механических испытаний и проходит три стадии: упругую деформацию, пластическую деформацию и разрушение.
...

3.1 Общие понятия
Методы индентирования, как правило, по масштабному фактору делят на несколько видов: макроиндентирование, микроиндентирование, а также наноиндентирование. В международном стандарте ISO 14577 («Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Часть 2. Проверка и калибровка твердомеров») определены следующие масштабные диапазоны измерений твердости:
• нанодиапазон – усилие от 0,1 до 1960 мH, глубина индентирования h – не более двадцати нанометров;
• микродиапазон – усилие менее 2 Н, h – более двадцати нанометров;
• макродиапазон – усилие от 2 до 30 кН, h – более двадцати нанометров.
Выделяют еще пикоиндентирование в случае, если глубина отпечатка не превышает несколько нанометров, а разрешение – не более одного нанометра.
При определении микротвердости используют нагрузки в диапазоне 0,049–4,9 ньютона, при макротвердости – более 49 ньютонов.
...

3.2 Статическая твердость
Среди методов определения статической твердости материалов следует выделить методы Бринелля, Виккерса и Роквелла.
При измерении твердости по Бринеллю в качестве индентора используется стальной шарик диаметром D, который равен 10; 5 или 2,5 миллиметра. Нагрузка при испытании может изменяться от двух с половиной до тридцати тысяч ньютонов в зависимости от вида материала. Отпечаток после сферического индентирования представляет собой лунку диаметром d (Рисунок 3.1, а).2
Измерение твердости по методу Бринелля не применяется для материалов, имеющих высокую твердость, так как стальной шарик, действующий на испытуемый материал, может деформироваться.

Рисунок 3.1 - Схема определения твердости
а – по Бринеллю (сферический индентор); б – по Роквеллу (конический индентор); в– по Виккерсу (индентор в виде пирамиды)

Метод Роквелла наименее трудоемок и наиболее универсален (Рисунок 3.1, б).
...

3.3 Динамическая твердость
При измерении твердости материала динамическими методами, твердость определяется при ударе, где оценивается кинетическая энергия индентора, а точнее расход этой энергии. К динамическим методам можно также условно отнести метод царапания. Измерение твердости методом склерометрии заключается в анализе профиля царапин, нанесенных на поверхность материала.
Основные методы измерения динамической твердости приведены в Таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Методы определения динамической твердости материалов

Метод предполагает непрерывную регистрацию параметров процесса индентирования, с помощью которого возможно довольно точно оценивать модуль упругости, прочностные и пластические свойства материалов, прочность сцепления покрытия с основой, степень пористости.
...

3.4 Микротвердость
Такой метод применяется для нахождения твердости материала, имеющего небольшое покрытие, либо просто небольшого образца.
При внедрении индентора возникают деформации, а иногда и микротрещины, которые образуют новые поверхности. В связи с этим микротвердость можно представить как сумму процессов, происходящих при ее измерении.
При малых нагрузках требуется много энергии на образование новой поверхности и твердость в этом случае выше, чем при большой нагрузке.
Использование измерения микротвердости материала следующее:
• для исследования структурных составляющих материала;
• использование по локальным объемам материала оценки микронеоднородности пластической деформации;
• использование по толщине поверхностного слоя анализа градиента микротвердости;
• для оценки анизотропии прочностных свойств монокристалла;
• для оценки разброса значений микротвердости в материале.
...

3.5 Наноиндентирование
Среди методов измерения твердости в нанометровом масштабе можно отметить: метод склерометрии и методы вдавливания индентора в материал (наноиндентирование).
Наиболее популярным методом измерения твердости в нанометровом масштабе является метод динамического наноиндентирования. Но при данном методе при небольших глубинах внедрения индентора и при небольших нагрузках измерение твердости может быть не точным и не корректным. Это объясняется тем, что появляются пластические навалы по периметру отпечатка в процессе измерения. Подложка оказывает влияние на механические характеристики пленок и даже при небольших глубинах проникновения испытывает упруго-пластические деформации.
При наноиндентировании используются инденторы различной формы, некоторые из которых представлены на Рисунке 3.2.4

Рисунок 3.
...

3.6 Сравнительный анализ методов индентирования и основные факторы, влияющие на результат измерения твердости
Для определения твердости строят кривую индентирования (фактически кривую нагружения) в координатах «глубина внедрения индентора–сила сопротивления внедрению индентора» (Рисунок 3.3). Кривая имеет следующие участки:
• ветвь нагружения 1, характеризующая сопротивление материала внедрению индентора;
• горизонтальный участок 2, соответствующий выдержке образца при максимальной нагрузке;
• участок разгружения 3;
• участок выдержки 4 при снятии 90% максимальной нагрузки;
• участок разгружения 5 до нулевого значения (полного снятия нагрузки).
Наличие этих участков соответствует рекомендациям стандартов измерения твердости по последовательности нагружения образца.5

Рисунок 3.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрено твердость, как характеристика свойств материала, методы измерения твердости и измеряемые характеристики, классификация методов индентирования для измерения твердости материалов, а также сравнительный анализ методов индентирования и основные факторы, влияющие на результат измерения твердости и другие моменты.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, понятие «твердость» широко распространено и часто применяется в повседневной жизни. Различают твердые и мягкие вещества без определения или численного выражения твердости. В технике наиболее часто это понятие определяют как сопротивление, оказываемое телом при внедрении в него другого, более твердого тела.
...

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Валеев С.И., Поникаров С.И. Техническая диагностика. - Учебное пособие. — Казань: Изд-во Академии наук РТ, 2015. — 124 с.
2. Гропянов А.В. и др. Материаловедение. - Учебно-методическое пособие к практическим и лабораторным занятиям. — СПБ: СПбГТУРП, 2013. — 78 с.
3. Пантелеенко Ф.И., Снарский А.С. Методология оценки состояния материала ответственных металлоконструкций. - Минск: БНТУ, 2010. — 196 с.
4. Скапцов А.А., Грибов А.Н. Основы измерения твердости материалов методом наноиндентирования. - Учебное пособие. — Саратов: СГУ, 2013. — 42 с.
5. Суровой С.Н., Самойлова М.С. Специальные вопросы измерения и контроля в ювелирной промышленности. - Учебно-методическое пособие. — Минск: Белорусский национальный технический университет, 2018. — 63 с.
6. Хотинов В.А., Фарбер В.М., Селиванова О.В., Морозова О.В. Современные инструментальные методы исследования механических свойств. - Учебное пособие. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. — 96 с.
7. Орешко Е.И. Методы измерения твердости материалов. - ТРУДЫ ВИАМ №1 (85) 2020, с. 101 – 117.

Купить эту работу

Методы и средства измерения твердости

170 ₽

или заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 200 ₽

Гарантии Автор24

Изображения работ

Страница работы
Страница работы
Страница работы

Понравилась эта работа?

или

2 января 2021 заказчик разместил работу

Выбранный эксперт:

Автор работы
user177111
4.6
Кaким бы простым ни кaзaлось дело, обрaтись к профессионaлу!
Купить эту работу vs Заказать новую
0 раз Куплено Выполняется индивидуально
Не менее 40%
Исполнитель, загружая работу в «Банк готовых работ» подтверждает, что уровень оригинальности работы составляет не менее 40%
Уникальность Выполняется индивидуально
Сразу в личном кабинете Доступность Срок 1—4 дня
170 ₽ Цена от 200 ₽

5 Похожих работ

Отзывы студентов

Отзыв LE об авторе user177111 2015-07-23
Реферат

Автор - супер! Выполнила работу очень быстро. Всем советую!

Общая оценка 5
Отзыв KOSMOS777 об авторе user177111 2014-12-10
Реферат

Очень благодарю автора! Уважаю когда держат слово! Автор сдержал! Мне повезло что именно этот автор делал работу. К сожалению есть здесь такие которые не выполняют работу до конца и доказывают свою правоту. Этот АВТОР К НИМ НЕ ОТНОСИТСЯ !!! РЕКОМЕНДУЮ! СЛЕДУЮЩИЙ РАЗ В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ ОБРАЩУСЬ К НЕМУ! ЕЩЕ РАЗ СПАСИБО!!!

Общая оценка 5
Отзыв Антон2014 об авторе user177111 2014-12-21
Реферат

Качественный реферат ! БЫстро

Общая оценка 5
Отзыв Алексей Михайлов об авторе user177111 2017-02-06
Реферат

Огромное спасибо! Все отлично.

Общая оценка 5

другие учебные работы по предмету

Готовая работа

История развития международных стандартов серии ИСО 9000

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Готовая работа

Технология монтажа системы водоснабжения PEX трубы с последовательным подключением водоразборной арматуры

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
1500 ₽
Готовая работа

Модернизация методики поверки генератора импульсов Г5-75

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2240 ₽
Готовая работа

Анализ и совершенствование системы менеджмента качества образования в ЧПОУ «ГАЗПРОМ Колледж Волгоград

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2500 ₽
Готовая работа

Контроль параметров дорожки качения внутреннего кольца подшипника

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Готовая работа

Подготовка лаборатории теплотехнических средств метрологической службы НТ ГРЭС к аккредитации на право проведения калибровочных работ

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Готовая работа

Разработка стандарта организации на контрольк качества продукции

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Готовая работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ НОРМ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ДОСТОВЕРНОСТИ КОНТРОЛЯ ПРИ ПОВЕРКЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
6000 ₽
Готовая работа

Метрологическое обеспечение манометра-термометра устьевого «УМТ-02»

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
5000 ₽
Готовая работа

Тема дипломной работы «Разработка рекомендаций по улучшению процессов поверки влагомера нефти поточного в БИК СИКН на примере ПСП

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Готовая работа

Методика передачи смысловых образов людям с ограниченными возможностями

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
3000 ₽
Готовая работа

Модернизация методики поверки генератора импульсов Г5-75

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2240 ₽