Набор по изучению твердости металлов
Некоторые факты, поясняющие как учебное пособие по металловедению оказалось в коллекциях физического оборудования для средней школы:
- Педагогический Музей военно-учебных заведений (1864) и Русское техническое общество (1866) созданы почти одновременно.
- Правление РТО, мастерские учебных пособий, постоянная комиссия по техническому образованию (обр.1868) и ПМВУЗ с 1871г размещались в здании по адресу: наб. Фонтанки 10, но в разных его частях.
- После 1917 года здание на Фонтанке 10 стал занимать Всероссийский педагогический музей, а затем Государственный институт научной педагогики (1924-1938), где набор был включен в инвентаризационную книгу по кабинету физики под № 1608.
В набор (рис.1) включены: жестко закрепленные две металлические пластины разной толщины (сталь 5 мм и медь 3 мм) с отпечатками в виде лунки от шарика; металлический держатель со стальным шариком. Центральное место занимает целлулоидная прозрачная пластина с «диаграммой» (рис.2), как оказалось это оригинальная линейка, сделанная вручную. На линейке начерчены вертикальные, суживающиеся кверху «столбики», разделенные горизонтальным пунктиром на равные части. Сверху и снизу указана ширина «столбика» в миллиметрах; слева поставленные возле пунктиров числа соответствуют десятым долям миллиметра. Так образована шкала с ценой деления 0,1 мм и пределами измерения от 1 мм до 5 мм.
Наличие шарика и отпечатков на металлических пластинках наводят на мысль о первом методе определения твердости металла. Метод предложен шведским инженером Юханом Августом Бринеллем (1849-1925 гг.) в 1900 году и стал широко используемым и стандартизированным методом определения твёрдости в материаловедении: в материал под определённой нагрузкой (обычно 30 кН) медленно вдавливается твёрдый металлический шарик (обычно диаметром 10 мм). Отношение приложенной нагрузки к площади шаровой поверхности отпечатка даёт число твёрдости по Бринеллю (HB). Набор, как было показано выше, скорее всего, был сделан в начале ХХ века в мастерских Русского технического общества с целью ознакомления преподавателей училищ с новым методом исследования свойств металлов.
На внутреннюю часть крышки очень аккуратно была вклеена тонкая картонка (рис.3) с необходимой и достаточной теоретической информацией о методе Бринелля и задание на расчет силы давления[1].
Известно, что метод Бринелля не изучался и не изучается в средней школе, поэтому предлагаемое задание можно считать примером применения физического понятия «давление» в материаловедении.
Органайзер исследователя
1. Придумайте правила пользования линейкой-диаграммой; в каких случаях можно пользоваться этой линейкой? Приведите примеры. Можно ли эту линейку отнести к точным измерительным инструментам?
2. Инструкция о приемах работы с набором давно утеряна. Но отталкиваясь от технической задачи Бринелля – определить твердость металла, попробуйте реконструировать возможный вариант практической работы-составьте методические рекомендации для исследователя. Подсказка: толщина и материал металлических пластин известен, диаметр стального шарика можно измерить, имеется таблица для подбора силы давления и сверки результата расчетов.
- Педагогический Музей военно-учебных заведений (1864) и Русское техническое общество (1866) созданы почти одновременно.
- Правление РТО, мастерские учебных пособий, постоянная комиссия по техническому образованию (обр.1868) и ПМВУЗ с 1871г размещались в здании по адресу: наб. Фонтанки 10, но в разных его частях.
- После 1917 года здание на Фонтанке 10 стал занимать Всероссийский педагогический музей, а затем Государственный институт научной педагогики (1924-1938), где набор был включен в инвентаризационную книгу по кабинету физики под № 1608.
 |
| Рисунок 1. Учебный набор для практических занятий. Габариты деревянного лакированного футляра: 20×12×2 см. Внутренняя часть крышки задрапирована жатым атласом. СПб. Первое десятилетие ХХ века. |
 |
| Рисунок 2. Линейка – диаграмма для оценки диаметра. |
Наличие шарика и отпечатков на металлических пластинках наводят на мысль о первом методе определения твердости металла. Метод предложен шведским инженером Юханом Августом Бринеллем (1849-1925 гг.) в 1900 году и стал широко используемым и стандартизированным методом определения твёрдости в материаловедении: в материал под определённой нагрузкой (обычно 30 кН) медленно вдавливается твёрдый металлический шарик (обычно диаметром 10 мм). Отношение приложенной нагрузки к площади шаровой поверхности отпечатка даёт число твёрдости по Бринеллю (HB). Набор, как было показано выше, скорее всего, был сделан в начале ХХ века в мастерских Русского технического общества с целью ознакомления преподавателей училищ с новым методом исследования свойств металлов.
 |
| Рисунок 3 |
Известно, что метод Бринелля не изучался и не изучается в средней школе, поэтому предлагаемое задание можно считать примером применения физического понятия «давление» в материаловедении.
Органайзер исследователя
1. Придумайте правила пользования линейкой-диаграммой; в каких случаях можно пользоваться этой линейкой? Приведите примеры. Можно ли эту линейку отнести к точным измерительным инструментам?
2. Инструкция о приемах работы с набором давно утеряна. Но отталкиваясь от технической задачи Бринелля – определить твердость металла, попробуйте реконструировать возможный вариант практической работы-составьте методические рекомендации для исследователя. Подсказка: толщина и материал металлических пластин известен, диаметр стального шарика можно измерить, имеется таблица для подбора силы давления и сверки результата расчетов.
| Материал | Толщина испытуемого образца, мм | Диаметр шарика, мм | Нагрузка, кН | Интервал чисел твердости, НВ |
| Черные металлы | От 6 до 3 вкл. | 10 | 29420 | 130 - 450 |
| От 4 до2 вкл. | 5 | 7355 | ||
| От 6 до 3 вкл. | 5 | 2452 | ||
| Цветные металлы и сплавы | От 6 до 3 вкл. | 10 | 29420 | 35-130 |
| От 4 до 2 вкл. | 5 | 7355 | ||
| От 6 до 3 вкл. | 5 | 2452 |
|
|
|