Визначення ціни поділки шкали барабанчика окулярного мікрометра.

Для визначення ціни поділки шкали барабанчика необхідно знати збільшення об’єктиву. Його можна дізнатися, знаючи фокусну відстань, позначену на об’єктиві та використав дані табл. 1.2 з роботи №1. Також збільшення можна знайти користуючись об’єкт-мікрометром. Для цього обирають два штриха об’єкт-мікрометра, що лежать на деякій відстані один від одного в центральній частині шкали. Сумістив перехрестя з першим з них, а потім з другим, знаходять різницю між показаннями барабанчика. Оскільки ціна поділки об’єкт-мікрометра та окуляра однакова - 0,01 мм, а барабанчик має 100 поділок, то лінійне збільшення об’єктива визначається за формулою:

U_об = n₁ / n₂, (5.1)

де n₁ – кількість поділок барабанчика, n₂ – кількість поділок шкали об’єкт-мікрометра.

Тоді ціна поділки барабанчика визначається за формулою:

С = 0,01 / U_об (5.2)

Приклад: відстань між поділками шкали об’єкт-мікрометра n₂ = 15, а число поділок барабанчика n₁ = 481. Тоді U_об = n₁ / n₂= 481/15 = 32,06^х. Отже, С = 0,01 / U_об = 0,01/32,06 = 0,312 мкм.

V. Визначення оптимального навантаження

Вимірювання мікротвердості потрібно виконувати при оптимальному навантаженні. Для цього проводять серію випробувань при різних навантаженнях та будують графік в координатах «навантаження – твердість». Крива має таку форму: зі збільшенням навантаження твердість спочатку зростає, а потім залишається постійною. Оптимальним вважається навантаження, починаючи з якого твердість не змінюється.

Після виконання всіх описаних процедур мікротвердомір готовий до роботи.

VІ. Проведення вимірювань

1. Підготовлений зразок встановлюють на основу (скляну чи металеву) та за допомогою пластичної маси (пластиліну) та спеціального пресу (див. рис. 5.3, в) забезпечують паралельність робочої поверхні та площини стола мікротвердоміру. Якщо робоча поверхня зразка протравлена, необхідно перед натисканням пресу обов’язково накрити її фільтровальним папером чи тканиною для запобігання пошкодженню.

2. Основу закріплюють на предметному столику, який знаходиться у крайньому положенні за годинниковою стрілкою, під об’єктивом та за допомогою мікро- та макро- гвинтів фокусують зображення.

3. Переміщуючи стіл зі зразком у двох перпендикулярних напрямках гвинтами 13 обирають місце нанесення відбитку індентора і розміщують його у вершині кута нерухомої сітки (див. рис. 5.4, а). При цьому необхідно пересвідчитися, що нуль шкали барабанчика окулярного мікрометра 5 знаходиться навпроти риски, а бі-штрих – навпроти цифри «чотири».

4. Встановлюють оптимальну вагу на шток 9. Повільно та обережно повертають стіл ручкою 14 проти годинникової стрілки на 180⁰ до упору для розміщення зразка під індентором.

5. Повільним обертанням ручки 11 опускають шток з індентором на зразок. Витримують навантаження протягом 10-15 с.

6. Після закінчення навантаження ручку 11 повільно піднімають, знімаючи дію індентора.

7. Повільно повертають ручкою 14 стіл за годинниковою стрілкою до упору, повертаючи зразок під об’єктив мікроскопу для вимірювання діагоналей відбитка. Якщо центрування не порушене, відбиток буде посередині поля зору в перехресті рисок. Точність поєднання місця, наміченого для випробування, з місцем фактичного вдавлювання пірамідки складає приблизно 3 мкм.

VІІ. Розрахунок мікротвердості.

1. Обертанням регулювальних гвинтів 13 підводять відбиток до косинця нерухомої сітки так, щоб вершина косинця співпала з лівим кутом відбитка, а пунктирні лінії косинця співпали з гранями лівої частини відбитка (див. рис.5.7, а). Після цього обертанням мікрометричного барабанчика окуляра «на себе» підводять вершину косинця рухомої сітки до протилежного кута відбитка; тоді пунктирні лінії косинця рухомої сітки поєднаються з гранями правої частини відбитка (див. рис.5.7, б). При такому положенні шкали окуляр-мікрометра указують довжину діагоналі відбитка. Відлік кількості повних поворотів барабанчика проводиться по цифрах, які видно в полі зору, а долей – по показанням барабанчику окулярного мікрометру (див. рис. 5.7, в), ціна поділки якого вже визначена за формулою (5.2).

а б в

г д е

Рисунок 5.7. Методика вимірювання діагоналі відбитка індентора: а-в – вимірювання горизонтальної діагоналі, розмір якої становить 123 поділки шкали барабанчика, г-е – вимірювання вертикальної діагоналі, розмір якої становить 126 поділок шкали барабанчика.

2. Повернути окуляр на 90⁰ та аналогічним чином визначити довжину другої діагоналі (див. рис.5.7, г-е). Перевірити, щоб діагоналі не відрізнялися більш ніж на 2 %.

3. Підрахувати середнє значення діагоналі відбитку.

4. Мікротвердість визначити за формулою:

, [МН/м²] (5.3)

де Р – використане навантаження, d – діаметр відбитка.

5. Всі дані при визначенні оптимального навантаження записати до табл. 5.2.

6. Повторити для іншого навантаження або іншого місця.

Таблиця 5.2 - Визначення оптимального навантаження

.

7. Побудувати криву для визначення оптимального навантаження та визначити його величину.

8. При оптимальному навантаженні виміряти мікротвердість матеріалу. Дані записати до табл. 5.3.

9. Знайти середнє значення мікротвердості кожного досліджуваного матеріалу за формулою:

(5.4)

9. Встановлене значення мікротвердості позначається літерами Н_μ. В тексті має бути обов’язково зазначено навантаження та форма індентора, Наприклад, так: Н_μ 100/30—5000 МПа – це означає, що мікротвердість 5000 МПа отримана при навантаженні у 100 г протягом 30 с.

Таблиця 5.3 - Визначення мікротвердості