Определения микротвердости

Т. В § 14 нами был рассмотрен вопрос об определении мгновенных центров вращения звеньев механизмов. Для многозвенных механизмов эта задача усложняется тем, что для определения мгновенного центра вращения одного из промежуточных звеньев механизма обычно приходится определять мгновенные центры и всех остальных звеньев. Поэтому в некоторых случаях удобно

Для этого можно воспользоваться условием, что точка звена, совпадающая в рассматриваемый момент времени с его мгновенным центром вращения, должна иметь скорость, равную нулю. Тогда задача определения мгновенного центра вращения звена сведется к отысканию точки звена, скорость которой в данный момент времени равна нулю.

Для определения мгновенного центра скоростей достаточно знать только направление скоростей двух точек тела. С помощью мгновенного центра скоростей решается ряд задач по определению скоростей точек звеньев и угловых скоростей звеньев механизмов.

Т ' . В § 14 нами был рассмотрен вопрос об определении мгновенных центров вращения звеньев механизмов. Для многозвенных механизмов эта задача усложняется тем, что для определения мгновенного центра вращения одного из промежуточных звеньев механизма обычно приходится определять мгновенные центры и всех остальных звеньев. Поэтому в некоторых случаях удобно

. Для этого можно воспользоваться условием, что точка звена, совпадающая в рассматриваемый момент времени с его мгновенным центром вращения, должна иметь скорость, равную нулю. Тогда задача определения мгновенного центра вращения звена сведется к отысканию точки звена, скорость которой в данный момент времени равна нулю.

На рис. 131, б изображен механизм с высшей парой. По теореме о трех центрах мгновенный центр Р относительного вращения первого и второго звеньев лежит на прямой АВ. По доказанному выше он должен лежать на нормали NN к профилям. Поэтому центр Р лежит на пересечении линий АВ и NN. Из определения мгновенного центра вращения следует, что абсолютные скорости точек первого и второго звеньев, совпадающих с центром Р, одинаковы по величине: vPl = vpz.

Акустические свойства. Установка Л751) дает возможность определения мгновенного (путем фотографирования сигнала с экрана осциллографа) и среднего (по показаниям вольтметра) значения величины затухания ультразвука в образце. Методика обработки результатов эксперимента позволяет разделить вклады, вносимые в затухание сигнала ультразвука диффузией точечных дефектов вдоль дислокаций (Дядиф), динами-

Рассмотренный способ определения мгновенного скоростного состояния механизма является простым и наглядным. К недостаткам его можно отнести лишь то, что построение ".параллелограммов и треугольников скоростей производится на схеме самого механизма, благодаря чему линии, относящиеся к скоростям, смешиваются с линиями, относящимися к звеньям механизма, что может повести к путанице при сложном механизме. Поэтому принято все построения, относящиеся к определению скоростей, производить на отдельном от схемы механизма участке чертежа и выполнять их от одной общей точки. Построение треугольников скоростей, выполненное на отдельном участке чертежа и произведенное от одной общей точки, носит название плана скоростей.

Вышеприведенными соотношениями скоростей в кривошипно-ша-тунном механизме можно воспользоваться для определения мгновенного центра УИ24, длины шатуна и размера кривошипа, если задано

Возьмем на участке ЗАР линии зацепления (рис. 413) контактную точку А и, руководствуясь построением Бобилье, найдем заменяющий шарнирный механизм. Соединим точку А с полюсом Р и рассмотрим точки Л и Р как точки шатуна заменяющего механизма. Для определения мгновенного центра М этого шатуна (рис. 413) на основании второй теоремы зацепления восстановим к линии АР перпендикуляр в точке Р, а через точку А и центр О' проведем прямую, поскольку скорость точки А по условию должна быть направлена по окружности радиуса г', представляющую линию зацепления. На пересечении проведенных линий и найдется

Для определения мгновенного значения „приведённого радиуса* центра тяжести стола О радиусом Е откладывают от горизонтальной оси фиг. 142, б угол ее (т. е. угол между радиусами ВК. и СК на фиг. 142, а) и на базе этого угла прямой F строят треугольник, подобный треугольнику ВСК. Затем проектируют вектор Ь на вспомогательный радиус Е (л-цния 4 перпендикулярна радиусу ?) и полученную точку сносят на горизонтальную ось линией 5, проведённой параллельно вспомогательной прямой F. Полученный на горизонтальной прямой вектор с мм представляет собой проекцию мгновенной скорости точки С на направление сил тяжести, т. е. на вертикальное направление (угол между линиями 2 и Е равен углу между направлением скорости точки С и вертикальным направлением). В этом случае согласно уравнению (У) отрезок с мм даст в прежнем масштабе (хр м\мм мгновенное значение .приведённого радиуса" рс центра тяжести стола С для рассматриваемого положения механизма

Расчетную формулу для определения мгновенного к. п. д. механизма получим из отношения полезной N полк затрачиваемой N3amp мощностей:

Микротвердость. Определение микротвердости (твердости в микроскопически малых объемах) необходимо для тонких защитных покрытий, отдельных структурных составляющих сплавов, а также при измерении твердости мелких деталей. Прибор для определения микротвердости состоит из механизма для вдавливания алмазной пирамиды под небольшой нагрузкой и металлографического микроскопа. В испытуемую поверхность вдавливают алмазную пирамиду под нагрузкой 0,05—5 Н. Твердость Н *л определяют по той же формуле, что и твердость по Виккерсу: Н = 1,8544 (P/tf2) • 10'°, где Р — нагрузка, Н; d — диагональ отпечатка, м; Н — микротвердость, МПа.

Используемая Методика определения микротвердости различных фаз в структуре позволила выбрать оптимальный резким термомаг-интной обработки, сочетающий хорошую обрабатываемость и удовлетворительные магнитны»- характеристики.

Группу «Определение механических свойств покрытий» составляют методы оценки упругих, прочностных и пластических свойств. Из четырех известных констант упругости для покрытий обычно определяются модуль Юнга и коэффициент Пуассона. Публикаций об экспериментальном исследовании других констант упругости покрытий — модуле объемной упругости и модуле сдвига, по-видимому, нет. Неясным остается вопрос о влиянии пористости на модуль упругости. Одной из самых распространенных и наиболее легко оцениваемых характеристик покрытий является микротвердость. Методика определения микротвердости, обладая несомненными достоинствами (неразрушающее испытание, оперативность измерения, простота и доступность оборудования и т. д.), в то же время дает большое количество информации. Когезионная прочность покрытий (чаще всего, предел прочности) исследуется в продольном и поперечном направлении. Слоистая структура покрытий и резко выраженная анизотропия свойств обусловливают большой разброс результатов измерений прочности. Пластические свойства, по-видимому, могут быть определены только для металлических низкопрочных покрытий.

шлифов с покрытиями следует соблюдать следующие условия: расстояние от центра отпечатка до краев покрытия должно быть не менее двойного размера отпечатка; расстояние между центрами отпечатков, нанесенных на поверхность покрытия, должно превышать размер отпечатка более чем в три раза. Метод определения микротвердости отличается от метода Вик-керса значительно меньшими прилагаемыми нагрузками. Поэтому можно считать, что для гомогенных материалов численные значения Яд и HV совпадают.

В исследовательской практике для определения микротвердости покрытий чаще всего используется прибор марки ПМТ-3, серийно выпускаемый в ПО Точприбор (г. Иваново). Описание, настройка и правила эксплуатации прибора приведены во многих книгах.

таты получены [178] на установке УМТ-1 для определения микротвердости в широком диапазоне температур [143, 146] в вакууме 1,3- 10"3 — 6,6 • 10~3Па. Радиационный нагрев осуществлялся с помощью вольфрамового нагревателя.

Рис. 23. Принципиальная схема установки УМТ-1 для определения микротвердости в диапазоне температур 290— .2оОО К..

Испытания проводились на установке для определения микротвердости при высоких температурах УМТ-1. Образец диаметром 8 и высотой 5 мм (см. рис. 10) помещали на столике в герметичной камере установки, в которой в процессе испытания поддерживали давление 1,3 -10~3— 1 • 10~2Па при натекании 4 • 10~3 Па • м3- с""1. С помощью теплового излучения от вольфрамового нагревателя образец и индентор нагревали до одной и той же температуры. Температура испытания контролировалась вольфрамрениевой термопарой, подведенной через полость в столике к основанию образца, где для надежности термического контакта ее спай прижимался штифтом к телу образца. В процессе опыта колебания температуры не превышали ±2 —3°, а отклонение ее от номинала составляло не более 2%. Испытания проводили четырехгранным индентором с углом при вершине 136° ± 20'. При температурах 300—1300 К в качестве материала индентора применяли алмаз, при более высоких (начиная с 1100 К) — карбид бора и его сплавы.

Предельные относительные ошибки определения микротвердости карбидов и тугоплавких металлов составили соответственно ±6 и ±3,5%. Математическая оценка на основе выражения Стьюдента, дающего распределение средних значений при малом числе измерений, показывает, что при 10 отпечатках доверительный интервал определения микротвердости с вероятностью 0,95, например, для карбидов при твердости 2 • 1010 Н/ма составляет ± 9 • 108 Н/м2, а для металлов при твердости 3 • 109 Н/м2— ± 9 • 107 Н/м2. Измерение диагоналей отпечатков микротвердости после проведения испытаний дает значительно меньшую погрешность, чем непосредственно в процессе эксперимента с помощью микроскопа МВТ и длиннофокусного объектива МИМ-13СО [1793.

Как показали испытания карбидов ниобия и гафния, наиболее хрупких из рассматриваемых материалов, скорость нагружения 0,1—0,2 Н/с является оптимальной для определения микротвердости карбидов переходных металлов в диапазоне температур 300—2100 К.

Прибор представляет собой герметичную рабочую камеру /, в которой помещены устройства для определения микротвердости 2—4, нагревательная система 5 и силовой механизм нагружения образца 6—10.