西安交通大学材料力学性能实验报告四.doc

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1、实验报告四姓名班级学号成绩实验名称硬度实验实验目的1.掌握金属布氏﹑洛氏、维氏（小负荷）及显微维氏硬度的试验原理和测试方法；2.了解硬度实验根据应力状态所划分的二种试验方法及其共同特点；3.学会正确使用硬度计。实验设备布氏硬度计HB-300B洛氏硬度计HRD-150显微维氏硬度计MH-5维氏硬度计HVS-50Z以及被测量试样说明本实验使用的各种硬度计的型号及操作程序。答：布氏硬度计型号---HB-330B一．准备试样一块1.试样表面应光滑平坦，且粗糙度小于1.6μm，过于粗糙的试样表面会使布氏硬度值偏低，另外也给压痕直径的测量带来较大误差；2.国标对试样的厚度作了

2、明确规定：试样厚度至少应为压痕深度的8倍，且试验后背面不允许出现变形痕迹；3.由于压痕间距过近，压痕周围硬化区对硬度值会产生影响，因此，国标规定任一压痕中心距试样边缘的距离至少为压痕平均直径的2.5倍，两相邻压痕中心间距离至少为压痕平均直径的3倍。二．按照国标选择合适的压头，满足d/D≈0.24—0.6之间；保持时间由国标而定，一般黑色金属10s-15s，有色金属30s±2s，保持时间过短会使试样来不及充分变形，此时硬度偏高，试验力保持时间过长，不但降低试验效率，外来因素也会对硬度值产生影响。三．布氏硬度的正确书写格式为650HBW10/750/15，650为布氏

3、硬度值，其余分别为压头直径、载荷大小、保持时间。在硬度计上确定上述参数，然后测量三点。在工具显微镜上分别测量三点的d1,d2值，然后查附表得到各点的布氏值，取其平均值为该试样的最终硬度值。三点的平均值等于100或大于100时修约至整数，等于或大于10而小于100时，修约至一位小数。小负荷显微硬度计型号---HVS-50Z一．准备薄铜块一件1.由于维氏硬度压痕尺寸很小，粗糙的表面会影响对角线的测量精度，因此对维氏硬度的试样规定：Ra＜0.2μm且表面应光滑平坦、无氧化皮及外来污物、油脂。1.所有维氏硬度的压头均为136°正四棱锥体，试验力的选择为在试验材料硬度均匀的

4、条件下，不同试验力的试验结果十分接近，一般而言，材料强度较高者可以选择力较大，材料镀层较薄者在保证不打穿镀层的前提下仍可尽量选择大的力，这是因为维氏硬度当选择小载荷试验力时其硬度值的分散性较大、偏差也较大。但试验力的大小应保持压痕深度小于试样或试验层厚度的1/10，也就是说压痕对角线长度应小于试样或试验层厚度1/1.5。2.在维氏硬度试验中，为了得到准确的试验数据，试样的试验面应与试验力作用方向垂直，以保证实验的准确性。3.将试样在目镜下调节清楚，然后旋转镜头将压头对准试样加载，加载完毕后将镜头重新调至试样下，对焦后测量对角线的距离，垂直方向各测量一次，用所得的d

5、1,d2取平均值除以10代入公式求解。4.H≈1.8544F/d2计算，测三点取平均值，测量时要注意压痕的清晰度，将目镜内的固定标尺刻度线与压痕左边的角尖相切，转动微分筒使移动标尺的长刻线与压痕的右边的角尖相切，即可读出压痕对角线长度，此时值为d1。将目镜旋转90°按上述步骤测量相互垂直的另一条压痕对角线长度d2，取算数平均值。显微维氏硬度计型号---MH-5一．准备镀层试样一块，要求硬度R＜0.1μm且表面应平坦光滑、无氧化皮及外来污物、油脂。二．在计算机系统中调节好参数，载荷及保载时间，点击测量键，计算机自动加载保持得到一个标准压痕图形。采用四点法测量，即用鼠

6、标点击四边形压痕的两个对角，分别得两个对角线的长度d1,d2，在计算机由可直接读出该值维氏值，由人为的点击会造成误差，通常点击两次，取平均值。三．测量时要调节计算机系统中的参数使之与上述量程相对应，方可进行。放大倍数分100倍、400倍两种，100倍由于倍数小，视觉开阔便于选定所要打的硬度区域，而常用400倍进行测量，测量准确。洛氏硬度计型号---HRD-150一．准备热处理淬火件试样一块。1.保证加工试样是平面，这是由于洛氏硬度测量原理是通过深度来计算硬度值的，如果工件成品是曲面需要通过修正来补偿。2.表面粗糙度Ra=0.8μm（Δ7）应平坦光滑、无氧化皮及外来

7、污物、油脂。3.对于用金刚石压头的试验，试样或试层最小厚度应为压痕残余深度15倍以上。4.由于试样两相邻压痕中心距离太近时，压痕周围的应变硬化使相邻压痕硬度值高。国标规定两相邻压痕中心间距至少应为压痕直径的4倍，但不得小于2mm，任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕直径的2.5倍，但不得小于1mm。5.试验前根据选定的标尺确定所需的载荷，由试样的材质确定硬度计的保载时间；试样应平整、稳固地放在载物面上，使加力方向垂直于试验面，如果试样是曲面应确保压头作用力方向与实验部位最高点作的水平线垂直，并正确队中。1.初载时将长针对BC线上，短针对至红点，或有的硬度计长、短

8、针均重合对