Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 10. 8 mars 1947 - En hårdhetsmätare för gjuterisand, av Lars-Birger Lindh — Sven Thrysin
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
15 mars 1947
233
En hårdhetsmätare
för gjuterisand
620.178.152 : 621.742.4
I samband med ett examensarbete1 med egentlig uppgift
att göra undersökningar på formmassors flytbarhet blev
det, som en följd av försöksmetodiken, nödvändigt att
konstruera en hårdhetsmätare av mera tillförlitligt slag
än de i marknaden förekommande. Apparaten innebär i
sin slutliga utformning ett väsentligt avsteg från de
sedvanliga typerna och mätningarna med den har givit
synnerligen intressanta resultat.
Hårdhetens natur i formmassa
1 en formmassa bestående av sand, lera och vatten
bidrar alla tre komponenterna till hårdheten eller
bindkraf-ten mellan kornen.
üm ren kvartssand fuktas, binds kornen ihop av
kapil-lära krafter. Ju mindre korn, desto större sammanlagd
kapilläryta inom samma volym. Är kornen kantiga kan
flera bindställen uppstå än vid den antagna sfäriska
formen, och bindkraften ökas tydligen.
Tillkommer bindemedel bidrar detta med sina "kemiska
krafter". Nacken2 förfäktar följande teori: "Varje
byggnadssten i materien har ett molekylärt kraftfält omkring
sig, som kan verka på en intilliggande partikel.
Krafterna tillta med partiklarnas finhet och yta och bli
avsevärda vid molekylära dimensioner, vilket är fallet vid
leror i större eller mindre grad allt efter lertypen.
Bentonit är särskilt finkornig och ger ävenledes hög
hållfasthet (hårdhet)."
Härdhetsmätaren
Tankegången vid konstruerandet av hårdhetsmätaren var
följande. Applicerar man ett tryck på en formyta håller
bindkraften samman kornen till en viss gräns, varefter
kornen så att säga lossnar från varandra. Materialet
"flyter" (plastisk deformation). När det gäller metalliska
material har det stött på praktiska svårigheter att mäta
nämnda gräns — eller, som det heter i Svenska
Metallografförbundets hårdhetshandbok3: "att avgöra när
elasticitetsgränsen just överskrides kan åtminstone för
metaller knappast lösas." De facto synes emellertid den
Hertzska hårdheten vara idealet för ett mätvärde och ett
naturligt sådant, då det avser gränsen mellan
tillbakagående och varaktig deformation.
Vad nu formmassan angår finns hårdhetsmätare i
användning, som är direkta avarter av brinellprovet.
Emellertid har det visat sig att resultaten blir ojämna och i
vissa fall helt oanvändbara. Används en kula som
intryckskropp, blir resultatet att ytan brister efter hand,
Infrycksdjup
Fig. 1. Intrijcksdjup som funktion av tiden med
belastningen som parameter.
Fig. 2. Hårdhetsmätaren består av vågarm med skjutbar
vikt, indikatorklocka, graderad i 0,01 mm, med
genomgående axel.
kornen trängs undan, och man får en plastisk
deformation eller flytning av materialet. Det är storleken av
deformationen efter bristningen, som studeras vid
brinellprovet, vilket ej alls intresserar, då härvid nya förhållanden
uppstått i massan. 1 många fall används sandformar med
elt tunt, hårt ytskikt men med lösare bakomvarande
partier. Att mäta en sådan yta med en apparat av brinelltyp
är fullständigt uteslutet.
Vid val av intryckskropp uppställdes att söka efterlikna
den påfrestning, som uppkommer av det flytande järnet,
dvs. en yta, som approximativt statiskt trycker mot en
annan yta av samma form. Därför valdes den homogena
cirkulära cylindern med alldeles plan ändyla avsedd att
tryckas mot en plan sandyta. Ett kraft—vägdiagram över
intryckningsförloppet skulle visa, när brottet inträffade. Den
sökta mätapparaturen borde alltså kunna öka kraften på
intryckskroppen successivt ocli därvid mäta intrycks vägen.
Vid praktiska mätningar visade det sig, att tidsfaktorn
spelade in. Belastas ytan med en viss konstant kraft,
uppstår till en början en snabb insjunkning, som avtar för att
kanske helt upphöra. Kurvans karakteristika visas i fig. 1.
Härav följer att man inte kan öka kraften kontinuerligt,
utan belastningsförändringen måste ske stegvis med
bestämda tidsintervall. Som lämpligt intervall valdes 30 s.
Mätapparaturen visas i fig. 2 och 3.
En mätning fick sålunda följande förlopp. Sandprovet
ställdes på stativet. Cylinderns plana yta riktades in, så
att den var planparallell med den yta, som skulle mätas,
och ansattes sedan försiktigt mot ytan. Vikten på
vågarmen försköts, så att en svag belastning av
cylindertappen uppstod. Efter 30 s avlästes kraft och väg. Vikten
sköts fram ånyo och samma procedur upprepades osv.
Den kurva, som då erhölls, fig. 4, består av två delar —
en rät och en böjd. Under upptagning av den räta delen
nådde intrycksdjupet mycket snabbt ett konstant värde —
redan efter någon sekund — medan, under den böjda
delen, cylinderkroppen fortfarande kunde sjunka, när
avläsningen gjordes. Det var tydligt, att något hände när
kurvan lämnade den räta linjen. Förmodligen skedde här
det sökta brottet i ytan. Undersöktes ytan före avvikningen
kunde ingen förändring konstateras vare sig för blotta
ögat eller under mikroskop. Däremot syntes genast ett
märke efter cylindern, fig. 5, då ytan undersöktes, sedan
kurvan lämnat den rätta linjen. Tydligen var detta den
sökta punkten — ytans brottpunkt. Flytgränsen kommer
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
